На 1 м3 расход раствора: как рассчитать, формулы и правила расчёта

Содержание

как рассчитать, формулы и правила расчёта

Строительство – дело серьёзное и затратное. Чтобы грамотно сэкономить, надо правильно подсчитывать количество необходимого строительного материала. Поэтому разбираемся, как рассчитать расход раствора на 1 м³ кладки из кирпича – с учётом ингредиентов кладочной смеси и вида кирпича.

На расход раствора влияет множество факторов, например, пустотелость кирпичаИсточник sense-life.com

Виды кладочной смеси

В строительстве применяют четыре основные разновидности кладочного раствора:

  1. Цементно-песчаный. Классическая смесь из цемента, песка и воды. Если правильно соблюсти пропорции, раствор будет крепким.
  2. Известковый. Здесь вместо цемента добавляется гашеная известь. После высыхания швы могут «раскисать» от намокания, поэтому обычно такую смесь используют только для возведения внутренних стен и перегородок.
  3. Комбинированный. То есть в раствор добавляется и цемент, и известь, что делает возможным применение раствора и для сооружения внешних стен.
  4. С добавлением пластификаторов. По сути, это все три выше обозначенные разновидности, в которые просто добавляют жидкую полимерную добавку, увеличивающую пластичность кладочного раствора.

Самый дорогостоящий ингредиент растворов – цемент. Соответственно, цементно-песчаный обойдётся дороже всех, так как этого вяжущего в нём больше. Если стоит задача сэкономить, то лучше выбирать комбинированный, а для перегородок – известковый раствор.

Оптимальный же вариант – с добавлением пластификатора. Добавка, конечно, увеличивает стоимость раствора, но ненамного. Плюс – увеличивается пластичность смеси, что помогает добиться точной укладываемой толщины слоя раствора, а также равномерного его распределения по кирпичной кладке.

Классический кладочный раствор на основе цемента и пескаИсточник masteravannoy. ru

Основная проблема в приготовлении качественного раствора – точно знать и соблюдать пропорции. Но в последнее время производители упростили жизнь покупателям, предлагая уже готовые сухие смеси, которые требуется просто разбавить водой. Для кладки кирпича подойдут смеси марки М50-М200. На упаковке производитель обязательно указывает расход раствора на кладку.

Вид кирпича

Современное многообразие кирпичей требует особого подхода к решению вопроса о расходе раствора на кирпичную кладку. И если раньше в основном использовался стеновой, он же рядовой, он же полнотелый кирпич, то сегодня производители предлагают несколько вариантов.

Первый из них пустотелый. В конструкции изделия присутствуют полости, благодаря которым увеличиваются теплоизоляционные характеристики кирпичной стены. Но надо понимать, что в процессе кладки эти полости частично заполняются раствором, отчего увеличивается его расход.

К примеру, на полнотелый рядовой кирпич потребуется 0,00063 м³ раствора. На пустотелый – 0,0007 м³.

Кирпичная кладка из пустотелого кирпича, в целом, ничем не отличаетсяИсточник nica-kirpich.ru

Влияние на расход имеет и размеры кирпичей. Сегодня в строительстве используется три их типа:

  • одинарный с размерами 250×120×65 мм;
  • полуторный – 250×120×88;
  • двойной – 250×120×138.

Здесь соотношение такое – чем меньше размеры, тем больше расход раствора на куб кладки кирпича. При этом необходимо учитывать толщину самой стены. А она может быть в полкирпича, в кирпич, в два камня или в два с половиной. Толще делать нет надобности.

Так вот если стена сооружается в полкирпича, то из расчёта на один кубометр кладки потребуется 0,189 кубов раствора. Если кладка однокирпичная, то расход будет равен 0,221 м³. В полтора кирпича, а это ширина 38 см, расход смеси составит 0,234. В два – 0,24. И в два с половиной – 0,245 кубометров. Обратите внимание, что расчёты проведены с учётом обычного рядового кирпича. А его в одном кубе кладки используется 440 штук.

Двойной полнотелый кирпичИсточник mastermario.ru

Размер кирпича: стандартные размеры красного и белого кирпича

Для сравнения покажем, сколько раствора необходимо приготовить, чтобы собрать стену из полуторного кирпича:

  • в 0,5 кирпича – 0,16 м³;
  • в 1 – 0,2;
  • в 1,5 – 0,216;
  • в 2 – 0,222;
  • в 2,5 кирпича – 0,227.

Разница вроде бы незначительная. Но это в кубометрах. Если перевести в литры, то получится явная экономия. К примеру, 0,16 м³ – это 160 л, 0,189 м³ – это 189 л. Получается, что на одну и ту же стену одинаковой толщины, возведённую из разных по размерам кирпичей, расходуется на 29 л раствора больше. А это три ведра материала.

При этом надо отметить, что полуторный кирпич стоит дешевле. Конечно, в соотношении с 1,5 рядового кирпича. К тому же меньшее количество швов между элементами кладки, которые являются мостиками холода, увеличивают теплоизоляционные свойства стены.

Стена из двойного кирпичаИсточник russ-kirpich.ru

Как сделать кирпичную стену в интерьере своими руками: 7 способов на выбор




Толщина швов в кладке

Ещё один параметр, влияющий на расход кладочной смеси. Существуют стандартные размерные параметры толщины зазоров между кирпичами, которые мастера должны придерживаться обязательно. Именно эти размеры обеспечивают прочность всего сооружения. Вот их параметры:

  • горизонтальные швы должны иметь толщину в пределах 12 мм;
  • вертикальные 10;
  • продольные в диапазоне 12-15 мм;
  • поперечные 8-10.

Не всегда удаётся придерживаться этих показателей. Причины:

  • невысокое мастерство производителя работ;
  • климатические условия;
  • геометрическая неровность кирпичей.

Последняя причина считается основной. Чаще всего она и является критерием перерасхода кладочной смеси. Чтобы уложить камни ровно, приходится увеличивать на некоторых участках раствор, чтобы скрыть неровности блоков.

Итак, с толщиной шва все понятно. Чем он толще, тем больше раствора придётся расходовать.

Толщина швов в кирпичной кладкеИсточник etokirpichi.ru

Как правильно сделать раствор для кладки кирпичей: пропорции и требования

Расход цемента

Обычно при сооружении частных домов строители пользуются цементно-песчаными смесями. А в них главный компонент – цемент. К тому же он и самый дорогой. Поэтому, чтобы опять-таки сэкономить, необходимо знать расход цемента на куб кладки кирпича.

Во-первых, есть зависимость от марки цемента, которую решено внести в кладочный раствор. Обычно это или М300, или М400. Первого придётся вносить в большем количестве, чем второго. Но второй дороже первого. Так что на экономию денег этот показатель влияет мало.

Во-вторых, марка самого раствора. Чем она ниже, тем меньше цемента потребуется. К примеру, существует классический раствор, который определяется соотношением вяжущего к песку, как 1:3. То есть для изготовления такой смеси требуется одна часть цемента и три части наполнителя.

Мастера это делают по-разному, чаще пользуются вёдрами. Потому что удельный вес двух материалов одинаков и равен 1400 кг/м³. То есть одно десятилитровое ведро наполняется 14 кг материала. Если пересчитать на мешки цемента, а это 50 кг, то в одном мешке умещается 3,5 ведра. На основе этого можно точно подсчитать требуемое количество мешков.

Расход цемента на разные виды смесейИсточник гринбилдинг.рф

Есть другой способ. Здесь расчёт расхода цемента на кладку ведётся на основе объёма каждого материала. Для этого берётся один куб песка, как главный ингредиент. И подсчитывается требуемый объем цемента: 1:3=0,333 м³. В литрах это будет 333. Или 33 ведра.

Теперь о расходе цемента и раствора в целом. Как было сказано выше, на кладку 1 м³ стены, где используется рядовой полнотелый камень, требуется 0,221 м³ раствора. И если для этого использовалась смесь классического соотношения 1:3, то цемента в неё было внесено: 0,221:4=0,055 м³. Переведём показатель в килограммы: 0,055х1400=77.

В видео показаны пропорции цемента для кладочных растворов:

Кладка кирпича и ее виды для разных стен, выбор материала и технология работ

Коротко о главном

Расход раствора для сооружения кирпичной стены зависит от вида и марки смеси, геометрической ровности, вида и размеров кирпича, толщины швов.

Расчёт расхода при строительстве частного дома ведётся или кубометрами, или килограммами.

Цемент, как главный компонент кладочного раствора, является основной статьёй расхода при возведении стен. Его расход зависит от марки и от вносимого количества. К примеру, при смешивании цемента и песка в соотношении 1:3, вяжущего вносится ¼ куба раствора. То есть 0,25 м³.

Расход раствора на куб (1м3) кладки кирпича

С помощью раствора осуществляется связка кирпичей в кладке. В строительстве для возведения стен используется несколько видов растворных смесей разной прочности и пластичности, их выбирают в зависимости от назначения здания. В состав любого раствора входит вяжущее вещество (цемент или известь), а также мелкий заполнитель. Обычно это песок, реже глина.

При строительстве дома или хозяйственных построек возникает необходимость подсчёта строительных материалов. Несомненно в кладке стен наибольший процент затрат составляет кирпич, но в некоторых случаях, когда люди покупают готовые строительные смеси, возникает потребность подсчёта количества раствора на кубический метр (1м3) кладки кирпича, ведь это тоже денежные затраты. Следует заметить, что указанные ниже показатели расхода строительной смеси примерные, ведь при выполнении черновой кладки обычным рядовым кирпичом сложно придерживаться одинаковой толщины шва.

Расход раствора на куб кладки в 1 кирпич

В случае использования обычного глиняного кирпича со стандартными размерами 25×12×6,5 сантиметров, для кладки стен толщиной в один кирпич понадобится 0,22 куба раствора, если кладка выполняется в пол кирпича – количество строительной смеси уменьшится до 0,19 куба.

В случае, когда необходимо возвести стену, толщиной в полтора кирпича с размером 38 сантиметров на куб кладки понадобится 0,235 куба раствора, для несущих ограждений толщиной 51 сантиметр– 0,24 куба.

Расход раствора 1м3 кладки в 1,5 кирпича

Теперь рассмотрим расход растворной смеси при использовании полуторного кирпича с габаритными размерами:25 сантиметров длина,12 сантиметров – ширина и 8,8 сантиметра– высота.

При возведении стены шириной в пол кирпича необходимо приготовить 1,6 м3 раствора, если стена укладывается по длине кирпича – 0,2 м3 раствора. В случае возведения несущих стен размерами 51 и 64 сантиметра, норма расхода растворной смеси составит 0,22 и 0,227 м3 соответственно.

Следует заметить, что при использовании двойного кирпича, расход цемента будет ещё меньшим. В таком случае не только уменьшается количество и длина швов в пределах стены, но и снижаются тепловые потери. Что касается использования кирпича с пустотами, то на этот материал при аналогичных размерах пойдёт немного больше раствора. Для уменьшения затрат в рядах кладки устраивают специальные сетки, которые выполняют и другую функцию – повышение прочности возводимого здания. 

Расход раствора на 1 м3 кладки из кирпича, пример

Рассчитать расход раствора на 1 м3 кладки из кирпича, требуется в том случае, когда нужно определить предстоящие расходы при строительстве планируемого объекта.

Планирование и расчёт помогут приобрести нужное количество материала, чтобы по окончанию не осталось много излишков.

Давайте мы сейчас рассчитаем сколько нужно раствора на 1м3 кладки кирпича?

Для получения более менее точного результата, необходимо заранее знать несколько обязательных факторов:

  1. Какой раствор буден использован при кладке.
  2. Какой кирпич заложен в смету строительства.
  3. Ширину возводимой стены.
  4. Предполагаемую толщину кладочного шва.
  5. В каких условиях производится сама кладка.

Это не праздные вопросы. От данных факторов зависит степень верности ответа на решение нашего вопроса.

У нас же нет желания делать неверные расчёты, которые дадут неточные результаты.

А теперь рассмотрим каждый пункт более детально, чтобы понять какое значение он оказывает на расчёты.

Раствор

При возведении кирпичных объектов могут применяться различные виды растворов.

К наиболее популярным можно отнести:

  • Песчано-цементную смесь;
  • Глина с песком;
  • Известковую смесь;
  • Готовая смесь для кирпичной кладки.

Помимо этого, даже раствор одного вида может отличаться по своим свойствам, исходя из его состава, количества добавок и так далее.

Кладка кирпича на цементный раствор

Проще говоря, расход раствора на 1 м3 может различаться, в зависимости от его состава.

Это обусловлено тем фактом, что вышеперечисленные составы имеют разную плотность, усадку, эластичность и другие показатели.

Виды кирпича

Как вы понимаете, от того, какой кирпич будет использоваться при строительстве, во многом зависит расход раствора.

Если мы возьмём для сравнения цельный и пустотелый кирпич, то, естественно, при кладке пустотелого уйдёт больше раствора, так как он будет заполнять полости.

А если вы укладываете цельный кирпич, то излишки раствора попросту вытесняются наружу.

И думаю ни у кого не возникнет сомнения, что на большой по размерам кирпич или блок потребуется меньше раствора. Так укладывая двойной кирпич вы экономите почти 50% смеси.

Это происходит за счёт того, что двойной кирпич выше, следовательно соединительных швов с раствором будет вдвое меньше.

Ширина стены

Расход раствора зависит, и довольно существенно, от ширины стен.

Рассмотрим следующий пример. Вот перед нами стандартный, цельный кирпич.

  • Возьмём колонну размером 1 м3. Для того, чтобы уложить кирпичи нам потребуется рассчитать расход раствора не только между рядами, но и между кирпичами. Так как почти с каждой стороны кирпичей будет находится соединительный шов. То есть постель, ложок и тычок будут находиться в растворе.
  • При расчёте стены, к примеру в пол кирпича, раствор расходуется только между рядами и с боковой части под названием — тычок.

Толщина шва

От толщины шва, в основном, зависит расход раствора. Так как есть огромная разница от применения шва в один сантиметр, или полтора, два сантиметра.

Как вы понимаете, очень трудно, особенно начинающему каменщику выдерживать одинаковый размер швов по всей кладке.

Как бы вы ни старались, где-то шов получится пошире, а где-то поуже.

Небольшая разница в расходе смеси будет ощущаться и при различной ширине шва. В настоящее время модно делать соединительные швы, которые не доходят до края кладки. То есть, имеют заглубления.

Пример расчёта расхода смеси

Сейчас, благодаря Интернету, расчёты делать очень легко. Для наших услуг существует онлайн сервис — калькулятор расчёта количества строительного материала.

Благодаря которому можно рассчитать сколько кирпича и раствора вам понадобится.

Этот метод до того прост, что не стоит его описывать. Заходите на сайт с калькулятором, в меню слева выбираете что нужно просчитать.

Это может быть фундамент, крыша, блоки, кирпич или раствор.

После этого заполняйте предоставленную форму и нажмите — посчитать.

Такие калькуляторы помогают рассчитать необходимое количество кирпича, раствора и другого материала для постройки любого объекта. Главное внимательно заполнить таблицу и не перепутать единицы измерения.

Нормы

Хорош, также, вариант — не прибегая к калькулятору, обратиться к строительным ГОСТам.

В строительстве есть специально установленные стандартные нормы расходов того или иного материала.

В этих нормативах указан и расход строительной смеси на 1 м3. Конечно, как говорилось выше, ваш фактический расход может быть немного больше или меньше стандартов.
Существуют стандартные нормы, где на 1 м3 расходуется 0,221 м3 раствора.

Считаем расход сами

Возьмём упрощённый вариант:

  • Кирпич одинарный, цельный.
  • Толщина шва один сантиметр.

Остаётся выяснить, сколько нужно раствора на 1 м3 кирпичной кладки из одинарного кирпича.

Высчитаем объём одного кирпича без смеси
(250:1000)(120:1000)(65:1000)=0,250,120,065=0,00195 кубических метра.

Высчитываем объём кирпича с смесью в 1 см
(260:1000)(130:1000)(75:1000)=0,260,130,075=0,002535 кубических метра.

Объём одного куба равен единице. Как вы помните объём высчитывается путём умножения ширины, высоты и длины, то есть 1*1*1=1 кубический метр.

Теперь разделим единицу на объём одного кирпича с раствором и получаем 1:0,002535=394,47 кирпичей в кладке.
Затем 394 кирпича умножим на объём одного кирпича — 0,00195 и получим 0,7683 — это объём кирпичей в кубическом метре. Отнимем это значение от единицы и получим 0,2317 м3 — это объём занимаемый раствором в 1 м3.

Стоит понимать, что расход раствора на кирпичную кладку м3 будет больше, чем расход на кирпичную стену.

И чем тоньше будет стена, тем будет меньше расход смеси.

Расход раствора на 1 м3 кладки из кирпича, итог

Мы сегодня выяснили как правильно рассчитать расход раствора на 1 м3 кладки из кирпича.

Можно сделать определённый вывод, что в каждом конкретном случае может получиться свой результат, отличный от стандартного.

Приступая к расчётам следует учитывать все параметры имеющиеся в вашем случае. К примеру, если у вас кирпич — конструктор, сцепляющийся боковой стороной, то при расчёте прибавляют только толщину шва между рядами.

Если эта статья была полезна для вас и помогла вам рассчитать сколько нужно раствора на 1 м3 кладки кирпича, то поделитесь ею с друзьями, нажав на кнопки социальных сетей.

Рекомендуем к прочтению статьи по теме:

  Как рассчитать расход
различных марок кирпича.

  Расчёт фундамента под
кирпичный дом на примерах.

  Сколько кирпича нужно
для мангала, как рассчитать.

  Сколько кирпичей в
одном кубе, примеры расчётов.

  Сколько нужно кирпича на
гараж, пример расчёта.

  Сколько нужно кирпича
на камин, примеры расчётов.

сколько надо кубов, количество песка и портландцемента для стяжки

Цемент – это строительный материал, который обладает широкой областью применения. Его могут использовать при заливке фундамента, производстве строительных материалов и сухих смесей. Но при выборе данного продукта очень важно знать его расход. Так просто определить его не получится, ведь на этот параметр оказывает влияние различные факторы, о которых и пойдет речь далее.

Необходимое количество

Бетон – это самый востребованный материал из всего того ассортимента, что применяется в строительстве. В его основе положен щебень, а в роли связующего выступает водный раствор из цемента и песка. Для подсчета требуемого количества бетона на м3 следует знать, для каких целей он будет эксплуатироваться. В среднем расход на 1 м3 бетона составит 240-320 кг. Это значительно упрощает расчет, сколько в кубе мешков цемента, если площадь большая. Но здесь все зависит от марки бетона.

Если вы желаете получить материал высокого качества, который сможет прослужить вам в течение длительного время, то необходимо четко придерживаться установленной пропорции в ходе приготовления состава. Количество применяемого цемента оказывает влияние на подвижность бетона. По этой причине во время приготовления бетона нужно соблюдать точность закладки ингредиентов следующим образом:

  • цемент – до 1 кг;
  • песок – до 3 кг;
  • щебень – до 5 кг.

Если все указанные пропорции будут соблюдены, то вы получите высококачественное изделие, которое будет обладать высокой прочностью, жесткостью и пластичностью.

На видео – расход цемента на 1 куб раствора:

При допущении большой погрешности, например, в сторону уменьшения объема, то связующий компонент не сможет удержать наполнитель, в результате чего бетон под влиянием внешних отрицательных факторов станет непригодным за очень короткий промежуток времени.

Расход  для заливки 1м3 материала также зависит от того, какую марку бетонной смеси вы будут получать. А это зависит от того, для каких целей бетон будет задействоваться. В области бытового малоэтажного строительства чаще всего применяют такие марки бетона:

  1. М200 – характеризуется высокими показателями прочности на сжатие. Применяют его при обустройстве самых разнообразных оснований, заливке площадок и формировании дорожек. Кроме этого, бетон М200 может применяться для установки лестниц и в роли бетонной подушки при монтаже бордюров. Также читайте,  сколько цемента в 1 кубе бетона м200.
  2. М300 – активно задействуется при заливке монолитных оснований, но чаще всего применяют при строительстве стен и формировании перекрытий домов. По ссылке можно посмотреть состав бетона м300 на 1м3. 

Марка применяемая при получении материала, всегда должен быть в 2 раза больше марки получаемого бетона.

Необходимое количество вяжущего материала на 1 м3 бетона – это справочные данные, отыскать которые можно в следующей таблице.

Таблица 1 – Расход для получения различных марок бетона

Маркировка бетонаИспользованиеРасход цемента кг/м3
М100Легкий материал, который задействуют при выполнении подготовительных мероприятий166
М200Бетон широкого спектра использования, который нашел свое применение при заливке оснований241
М300Материал широкого спектра использования, для которого характерны отличные показатели прочности319
М400Средний, характеризуется быстрым застыванием, применяют при возведении гидротехнических конструкций.417

Чтобы сделать процесс приготовления более удобным, необходимо покупать цемент в мешках, объемом по 50 кг. При таком решении измерения станет возможным легко получить бетонную смесь. Например, для получения 1 м3 самого ходового бетона М200 вам нужно взять 4 мешка и 41 кг цемента М300 или М400.

Количество на кладку кирпича

Качеств кладки определяется не только характеристиками кирпича, но и применяемой смесью. Приготовить такой состав можно по различным рецептам, рассмотрим только самые популярные:

  1. На основе песка и цемента. Для такого продукта характерны высокие показатели прочности, однако при приготовлении очень важно точно соблюдать пропорции. Даже если вы немного отступитесь от пропорций, то на кирпичной кладке образуются трещины.
  2. Раствор на основе извести. Полученный раствор характеризуется высокой пластичностью, однако применять его для наружной кладки недопустимо, так как он просто вымывается дождем.
  3. Смешанный вид раствора, который предполагает использование и цемента, и извести. Благодаря такому сочетанию удается получить прочный и пластичный состав.
  4. Раствор на основе цемента с добавлением пластификаторов. Благодаря введению дополнительных компонентов становится возможным улучшить качества раствора, придать ему прочность, пластичность, а самое главное, его очень просто наносить.

Если вы собираетесь делать отделку фасада, то можно применять в раствор различные цветные пигменты. Тогда швы и сама кладка будут иметь эффектный вид.

На видео рассказывается, как рассчитать расход цемента:

При изготовлении раствора для кладки кирпича предъявляются всегда одни и те де требования: тщательно размешивать, чтобы смесь не содержала комки. В результате вы должны получить раствор однородной структуры. Чтобы добиться такого эффекта, необходимо вначале смешать сухие компоненты, а затем добавить жидкость. Готовить смесь в большом количестве не стоит, так как под действием воздуха она начинает быстро схватываться.

Для кладки несущих стен необходимо задействовать цемент, марка которого выше, чем при строительстве самонесущих конструкций. Пропорции определяются с учетом того, какая марка цемента применяется. Рассмотрим это все на примере:

  1. Для вяжущего материала М500 стоит использовать пропорцию, в которой цемент относится к песку, как 1:4.
  2. Для М300 применима пропорция 1:2,5.
  3. Для М400 – 1:3.

Конечно, можно не тратить свое время на приготовления раствора, а отправиться в магазин, где вся эта продукция представлена в готовом виде. В таком случае информация о расходе будет присутствовать на упаковке.

Во время самостоятельного приготовления смеси нужно задействовать цемент, марка твердость у которого в 2 раза превышает марку твердости полученного изделия. Если вам нужно получить смесь марки М100, то цемент должен иметь марку М200 и выше.

По ссылке описан раствор готовый кладочный цементный марки 100. Также используют раствор цементно известковый м100. Тут – технические характеристики.

Что касается расхода цемента на 1 м3 кладки, то этот параметр зависит от таких факторов:

  • толщина шва, которая может принимать значение 10-15 мм;
  • квалификация рабочего, в большом ли количестве он укладывает раствор на кирпич, сколько смеси становится непригодной;
  • тип кирпича: для керамического или силикатного камня раствора потребуется больше, чем при кладки облицовочного, пустотелый требует большего расхода смеси, чем полнотелый. 

Если процесс строительства осуществляется с использованием полнотелого кирпича при различной толщине стены, то расход раствора составит:

  • при кладке в полкирпича, ширина которого 12 см понадобится 0,19м3 раствора;
  • при монтаже в один кирпич расход составит 0,22 м3 смеси;
  • при ширине стены 38 см, расход раствора составит примерно 0,234 м3.

Когда процесс строительства осуществляется с использованием утолщенного или полуторного камня, то расход раствора составит:

  • ширина стены в 12 см, количество раствора составит 0,160 м3;
  • при монтаже в один камень потребуется 0,200 м3 смеси;
  • при кладке в полтора камня расход возрастет до 0,216 м3.

Как рассчитать расход

Для того чтобы получить блеем нее точный расход цемента, необходимо провести ряд вычислений:

  1. Если необходимо определить количество вяжущего материала на м3 стяжки, то здесь все зависит от марки цемента и необходимой консистенцию для изготовления стяжки в квартире можно задействовать смесь марки М150 или М200. Тут описаны пропорции цемента и песка для стяжки пола. Здесь описан расход цементно песчаной смест на 1 м2 стяжки.
  2. С ученом СП 82-101-98, расход цемента на м3 смеси при использовании песка природной влажности 3-7% расход определяется по приведенным ниже таблицам.

Таблица 2 –Приготовление бетона из М500

Марка бетонаКласс бетона по прочности на сжатиеМассовый состав, Ц:П:Щ, кгКоличество бетона из 10 л цемента, л
100B 7,51 : 5,8 : 8,190
150B 12,51 : 4,5 : 6,673
200B 151 : 3,5 : 5,662
250B 201 : 2,6 : 4,550
300B 251 : 2,4 : 4,347
400B 301 : 1,6 : 3,236
450B 351 : 1,4 : 2,932

Таблица 3 – Приготовление бетона из М400

Марка бетонаМассовый состав, Ц:П:Щ, кгКоличество бетона из 10 л цемента, л
1001 : 4,6 : 7,078
1501 : 3,5 : 5,764
2001 : 2,8 : 4,854
2501 : 2,1 : 3,943
3001 : 1,9 : 3,741
4001 : 1,2 : 2,731
4501 : 1,1 : 2,529

Благодаря представленным таблицам можно определить расход цемента для получения определенной марки бетона. Все рассматриваемые данные находятся в зависимости друг от друга. Если воспользоваться приведенными сведениями, то рассчитать расход буде просто, а все строительные работы будут выполнены быстро и качественно.

Полезно почитать и о том, сколько кирпича в 1м3 кладки.

Цемент – очень важный компонент при приготовлении строительных и отделочных растворов. Но для каждого вида работ нужно применять определенную марку материала и в строгой пропорции. Только так вы сможете получить не только высококачественную смесь, но и грамотно рассчитать количество израсходуемого цемента. По ссылке можно прочитать, какие есть марки цемента. Возможно, вам также интересно узнать о химическом составе цемента. Список производителей цементно песчаной смеси можно найти здесь. Также читайте, как сохранить цемент зимой.

Расход раствора на 1м3 кладки кирпича

Примерный расход раствора на 1 м2 кладки

Расход раствора на кладку большая часть строителей рассчитывает приблизительно, но здесь имеются определенные тонкости, которые очень важно учитывать. Так, нормы расхода раствора на 1 м3 кладки могут быть разными, и именно об этом далее и пойдет речь.

Немного о кирпичной кладке

Как известно, применение кирпича в строительстве – явление чрезвычайно распространенное. Постройки, выполненные из этого материала, отличаются высокими показателями надежности, они хорошо сохраняют тепло и пропускают гораздо меньше шума по сравнению с конструкциями из некоторых других материалов.

Факторы, влияющие на затраты цементной смеси

Что влияет на расход раствора

Критерии, от которых зависит то, в каком объеме будет происходить расход раствора на 1м2 кладки, являются следующими:

  • Толщина стен конструкции, которая может составлять 1, 1,5 и 2 кирпича.
  • Тип используемого для закрепляющей основы цемента.
  • Вид применяемого строительного сырья, которое может быть либо цельным, либо полым изнутри.

Безусловно, во втором случае смеси потребуется больше, поскольку очень важно заполнить все имеющиеся в кирпичах пустоты.

Принцип изготовление строительного закрепляющего материала:

  • В зависимости от того, какие именно составляющие входят в него (иногда используются такие структуры, как глина, известь), расход раствора на м3 кладки может быть разным.

Профессиональные навыки того, кто замешивает готовый для монтажа цемент:

  • Считается, что в такой работе нет ничего сложного и выполнить ее своими руками под силу даже малоопытному хозяину.
  • Однако очень частая причина перерасхода заключается в том, по своей неопытности мастер использует больше материала, чем того требует инструкция.

Исходя из того, какой тип цемента применяется в закрепляющем составе, можно также сделать некоторые выводы.

Сколько сухого сырья требуется для 1 м3 строительной смеси?

Для каждого из видов цемента существуют свои собственные меры.

Так, изучая нормы расхода раствора на кладку перегородок в ¼ кирпича, сухое сырье используется в следующих количествах:

  • Цемент марки «М50» – 2,5 кг.
  • Смеси типа «М75» необходимо 4 кг.
  • Для цемента марки «М100» нужно применить 5 кг.

Есть и некоторые иные способы выполнения измерений:

  • Если монтаж выполняется в 1 кирпич, то расход раствора на 1м/кв кладки будет составлять примерно 75 л.
  • При конструировании перегородок в 1,5 элемента этот параметр изменится и будет равен 110 л.

Количество цемента на куб

Требуемое количество цемента для приготовления 1 м3 строительного состава:

  • Профессиональные специалисты используют такие меры очень часто, так как именно в основе объема и заключается принцип всех расчетов.
  • Считается, что для того, чтобы приготовить 1 м3 состава, потребуется не менее 400 кг цемента (проще говоря – стандартных мешков по 50 кг).
  • Вместе с тем расход кладочного раствора на 1 м3 кладки будет составлять около 0,25 м3 полученного состава.
  • Именно такие пропорции берутся в качестве оптимальных и используются в строительстве.

При условии, если строительный образец имеет нестандартную структуру (например, силикатные образцы), то материала потребуется еще немного меньше (около 0,22 м3).

Норма расходов

Несмотря на это, в тех или иных источниках данные могут несколько отличаться, причиной чему может стать наличие разных вариантов укладки.

Ранее указанная норма расхода раствора на куб кладки подходит для стандартной процедуры монтажа и вполне может учитываться при самостоятельном строительстве кирпичной постройки.

Не стоит забывать и о том, что у сухой смеси также есть свой срок годности. Это не значит, что по истечении определенного периода времени состав испортится, но некоторые его полезные качества могут ослабеть.

При длительном хранении технические характеристики материала существенно снижаются, а цена такой ошибки весьма высока:

  • К примеру, марка цемента «М400» спустя полгода ее приобретения по своим свойствам будет соответствовать по своим свойствам марке «М200» либо «М100».

Поэтому все нормы расхода раствора на 1м2 кладки должны рассчитываться с учетом свежести состава.

Таблица расчета разного по типу кирпича и цементного состава, требуемого на 1 м3 строения

Сырье для постройки

Ед.

изм.

Параметр толщины перегородок (кирпичи)

0,25

     0,5

1

1,5

2

2,5

Кирпич на силикатной основе или на основе глины с учетом элементарного монтажа

 

Цементная смесь

Кол-во

 

 

 

м3

454

 

 

 

0,135

422

 

 

 

0,195

402

 

 

 

0,229

395

 

 

 

0,234

394

 

 

 

0,24

392

 

 

 

0,245

Кирпич на силикатной основе или на основе глины с учетом более сложной работы

 

Цементная смесь

Кол-во

 

 

 

м3

 

402

 

 

 

0,237

 

 

400

 

 

 

0,241

398

 

 

 

0,245

Кирпич модульный силикатный с учетом простой работы

 

Цементная смесь

Кол-во

 

 

 

м3

 

 

300

 

 

 

0,205

296

 

 

 

0,216

294

 

 

 

0,222

292

 

 

 

0,227

Инструменты, используемые для вычисления затрат состава

Выполняя расчет стоимости расхода цементной смеси на монтаж кирпича нужно учитывать и перечень инструментов, необходимый для этой процедуры.

К ним относятся:

  • Калькулятор.
  • Строительный уровень.
  • Обычная рулетка.
  • Цемент.
  • Песок.

Использование цементного состава при монтаже ракушняка

Прежде всего, следует отметить, что консистенция закрепляющей структуры для монтажа ракушняка должна иметь определенные параметры вязкости.

Не стоит делать слишком жидкий состав, но и чересчур жестким он быть не должен. Чем правильнее соблюдена консистенция, тем лучше будет качество полученного материала.

Чтобы приготовить состав, потребуется соблюсти следующее соотношение:

  • 1 ведро сухого цемента/1 ведро воды/4 ведра песчаной смеси.
  • Так, рассчитывая расход раствора при кладке ракушняка размерами 400*200*200 на 1м3.

Надо учитывать еще и то, что во избежание расслаивания смеси в него принято добавлять особые добавки, заменить которые в быту можно обычным мылом или любым чистящим средством (делается это в пропорции 10 мл/1 л воды).

Практические рекомендации по расчету строительной смеси

Как рассчитать строительную смесь

Для того чтобы вычислить расход раствора на м2 кладки было проще, можно принять во внимание следующие рекомендации специалистов:

  • Замешивая состав для монтажа несущих частей сооружения, крайне важно использовать только качественный цемент. Для иных элементов конструкции состав может иметь и более низкие технические характеристики.
  • Стандартная норма расхода раствора на 1м2 кладки, к которой можно прибегать практически всегда – 1:4.
  • Если структура смеси меняется, что обычно происходит из-за добавления в нее различных примесей (глина, известковая и мраморная крошка и др.), то соотношение может в некоторой степени измениться и быть равно 1:9.
  • Профессиональные мастера категорически не рекомендуют приобретать сухую смесь в незащищенных и плохо герметизированных упаковках. Внутрь такого мешка может попасть влага, что обязательно скажется отрицательно на качестве состава.

Для того чтобы еще лучше разобраться с технологией расчета затрат цемента, можно посмотреть специальное видео в этой статье, которое наглядно продемонстрирует все нюансы этого процесса.

Кроме того, фото образцов этого материала помогут понять, до какой именно консистенции необходимо замешивать состав для получения максимально качественного результата.

Расход цементной смеси на 1 м3 бетона

Бетон – это строительный материал, состоящий из гравия (щебня), цементно-песчаного порошка, воды и специальных наполнителей. Для его изготовления используется так называемый портландцемент, отличающийся хорошей вязкостью и уровнем сцепки.

Оглавление:

  1. От чего зависит расход?
  2. Раствор для фундамента и стен
  3. Пропорции смесей разных марок

Факторы, влияющие на расход

Расход цемента на кубометр бетона в первую очередь зависит от области применения. В среднем его объем равен 240-320 кг. Также на расчет влияет марка бетона, тип наполнителей, пластичность.

Следует учитывать несколько особенностей:

  • Объем готового продукта всегда меньше количества ингредиентов, взятых по отдельности.
  • Марка компонентов прямо пропорциональна предполагаемой нагрузке на здание.
  • На крепость влияет количество раствора: чем меньше расход смеси, тем прочнее материал.
  • Качество цемента зависит от срока годности. При долгом хранении он теряет свои сцепляющие свойства (за полгода они уменьшаются примерно на треть).

1. Маркировка.

Маркировка содержит информацию по составу материала и его способности выдержать определенную нагрузку. Для обозначения первой характеристики пишется буква Д, рядом с которой указано процентное соотношение наполнителей. Нагрузка (прочность) маркируется М (ПЦ) с соответствующим числовым значением.

К примеру, формула Д20 означает 20 % соотношение добавок. Маркировки М400, М350 (класс B25), М100 говорят о том, что портландцемент способен выдержать нагрузку до 400, 350, 100 кг/см соответственно.

2. Марки бетона и их соотношение.

В современном строительстве используются два класса: легкий и тяжелый. Первый применяют при возведении несущих стен и сейсмоустойчивых зданий, второй – для транспортных и гидротехнических сооружений, каналов, построек любого типа.

Марка цемента и его расход на кубический метр раствора зависят от класса бетона. Согласно технологическим требованиям, она должна быть в 1,5-2 раза выше конечного продукта. Например, для замешивания бетона М200 необходимо взять цемент М400. Использование низкой пробы предполагает увеличение расхода смеси, а значит, и общей себестоимости строительства.

Для получения качественного материала необходимо точный расчет и соблюдение пропорций замешивания. Попытки уменьшить расход могут закончиться быстрым разрушением кладки. Влияет на прочность и водоцементное соотношение (объем воды на 1 куб). Для работы лучше брать чистую, не имеющую посторонних примесей жидкость. Следует учитывать наличие или отсутствие в растворе специальных наполнителей (мрамора, извести).

Правильные пропорции раствора

Количество цементного порошка на кубический метр зависит от планируемой марки.

  • Для кладочных работ используются тяжелые известковые и глиняные составы, содержащие около 420 кг цемента и 1,1 кубометра песка.
  • При отделочных мероприятиях применяют растворы с аналогичным количеством песка и 710 кг цемента.
  • Штукатурная смесь состоит из 0,78 куба песка, 310 кг цемента. В качестве наполнителя подойдет известь.

В бытовом строительстве чаще всего применяется:

  • М200 (класс B15). Характеризуется высокой прочностью на сжатие. Им заливают площадки, дорожки, основания для бордюров. На 1 м3 требуется около 240 кг портландцемента.
  • Бетон M250. Для крупногабаритных и малоэтажных сооружений.
  • М300. Для монолитных фундаментов, строительства стен и перекрытий. При замешивании 1 кубического метра понадобится 319 кг цемента.

Соблюдение правильных пропорций раствора – главное условие получения качественной продукции. Точность закладки должна соответствовать следующим требованиям: расчет цемента происходит до 1 кг, щебня – до 5 кг.

При добавлении воды объем смеси значительно уменьшается. Поэтому количество необходимо умножать на коэффициент 1,3.

1. Бетон для фундамента.

Для заливки делается раствор с пропорциями 1:3:5, где 1 – это цемент, 3 – песок, 5 – щебень. Количество воды – в 2 раза меньше общего объема смеси. На первый взгляд, все просто. Но даже при таких расчетах нужно учитывать требуемую надежность, от которой будет зависеть качество цемента. Минимальная марка, используемая для приготовления бетона для фундамента – М300. Для правильного выбора выясняют вероятную нагрузку на 1 см2 полотна и увеличивают результат в 2 раза. Полученное значение и будет необходимой маркой.

Для того, чтобы рассчитать общее количество раствора для фундамента нужно:

  • Перемножить между собой длину, ширину и толщину основания. К примеру, получится 20 кубометров.
  • Зная, что оптимальный объем цементного порошка на 1 куб равен 380 кг, нужно 20 м3 x 380 x 1,3 = 9880 кг.

2. Для возведения стен.

Пропорции раствора на кладку зависят от предполагаемых нагрузок. К примеру, прочность смеси для несущей стены должна быть выше, чем для межкомнатной перегородки. В среднем, это соотношение равно 1:4, где один мешок портландцемента соответствует четырем мешкам песка. Рассчитать расход цемента для возведения стен несложно. На 1 кубический метр сплошной кирпичной стены уходит около 0,2-0,3 кубометра, то есть 100 кг чистого цементного порошка.

Как рассчитать расход портландцемента на 1 м3?

Расчет компонентов лучше производить частями (пропорциями). К примеру, в формуле 1:5 первая число означает количество цемента. Следует понимать, что с ростом сложности строительных работ изменяются не пропорции, а марка портландцемента. Единый стандарт гласит, что кубометр кладки «забирает» 8 мешков цемента и 32 мешка песка (каждый по 50 кг). То есть соотношение компонентов равно 1:4.

Узнать, сколько цемента и песка нужно на куб бетона, можно самостоятельно или воспользовавшись уже готовыми данными:

Марка бетонаСоотношение Ц(M400):П:Щ, кгОбъем бетона из 10 кг, куб
М1001 : 4,5 : 779
М1501 : 3,4 : 5,765
М2001 : 2,9 : 4,954
М2501 : 2,1 : 3,943
М3001 : 1,8 : 3,741
М4001 : 1,2 : 2,831
М4501 : 1,2 : 2,629

Соотношение пропорций:

БетонПортландцемент, кгВода, лПесок, кгЩебень, кг
B15316,71907731000,5
B20363,61907281006,2
B25417,71906851004

Несколько рекомендаций:

1. Не стоит замешивать за 1 раз много раствора. Небольшие порции помогут достигнуть правильного результата с наименьшими потерями.

2. Качество смеси станет выше, если использовать разные фракции щебня.

3. Зернистость песка должна быть в пределах 1,1-3,5 мм.

4. Не рекомендуется брать в качестве добавки глину, которая негативно влияет на прочность.

Расход строительных материалов рассчитать количество и пропорции смеси цемента -бетона -кирпича -блоков -пескобетона — Страница 3


  Посчитайте свои траты. Все нормы и расходы ниже:


1. Сколько кубов в мешке сухого цемента или строительной смеси:

в 50кг — 0,038 м3

в 40кг — 0,03 м3

в 25кг — 0,019 м3


2. Цементно-песчаного раствора на кладку:

На 1 м2 кладки из кирпича при толщине кладки в 1 кирпич количество раствора приближается к 75 литрам из расхода на 1 м2. Если кладка стены из кирпича толщиной в 1, 5 кирпича, то количество раствора будет соответствовать цифре в 115 литров.


3. Пропорции цементного раствора:

Для того, чтобы приготовить строительный раствор, необходимы: 1 часть вяжущего вещества (цемента) и 4 части заполнителя.


4. Пропорции штукатурной смеси:

Понадобятся 1 часть вяжущего вещества (цемента) и 3 части заполнителя.


5. Цементного раствора на кирпич:

По нормам расхода 400 шт. кирпича (точнее 404) — 1 м3 кладки. Норма расхода раствора на 1 м3 — 0,23 м3 (на практике принимается 0,25).



6. Как рассчитать расход пескобетона М — 300 на стяжку?

Примерная плотность пескобетонной смеси 1,7-1,75 кг/куб.дм

На 1м/2 при толщине 1см = 18-20 кг.смеси (пескобетон М300).


7. Плиточного клея:

Расход плиточного клея на 1 м2 уложенной плитки равен 10 кг. сухой смеси при толщине слоя готового раствора 10 мм.


8. Клея для пенобетонных блоков и газосиликатный блоков:

Расход клея для пенобетона на 1 м3 кладки уложенного пенобетона равен 40 кг. сухой смеси


9. Самовыравнивающих полов:

Расход самовыравнивающих полов на 1 м2 готового раствора равен 6 кг. сухой смеси, при рекомендуемой толщине слоя 5 мм.


10. Штукатурки для стен:

Расход штукатурки на 1 м2 готового раствора равен 10 кг. сухой смеси, при рекомендуемой толщине слоя 10 мм.


11. Шпатлевки на стены:

Расход шпатлевки на 1 м2 готового раствора равен 0.9-1.0 кг. смеси.


12. Затирки (межплиточные швы):

Расход затирки на 1 м2 уложенной плитки равен 120 гр., при рекомендуемой толщине шва 2 мм.


13. Универсальной смеси М −150:

Расход смеси универсальной М-150 на 1 м3 готового раствора равен 450 кг. сухой смеси.


14. Кладочной смеси М-200:

Расход смеси кладочной М-200 на 1 м3 кладки равен 350 кг. сухой кладочной смеси.


15. Гидроизоляционного материала ( проникающий слой):

Расход гидроизоляции на 1 м2 поверхности потребуется 700 гр. сухой смеси разведенной до состояния шлама для нанесения кистью (валиком).


16. Краски:

Расход краски на 1 м2 стен или потолков при первом нанесении на грунтованную ровную поверхность 0.3 литра, второй слой при правильном нанесении 0.2 литра на 1 м2.


17. Полиуретановых полов:

Расход полиуретанового наливного пола при нанесении на обеспыливающую грунтовку, составляет 1.5 кг на 1 м2 бетонной поверхности пола, при толщине 1 мм.


18. Количество цемента на кладку (расход цемента на кладку кирпича):

Для приготовления 1 м3 цементного раствора нужно 8 мешков цемента по 50 кг. и замешивается в пропорции с песком 1:4, где одна часть песка равняется так же 50 кг.


19. Расход материалов (без учёта потерь) для возведения 1м2 поверхности кирпичной стены толщиной в четверть кирпича составляет:

цемента (при марке раствора М-100) — 5 кг;

цемента (при марке раствора М-75) — 4 кг;

цемента (при марке раствора М-50) — 2,5 кг.



20. Сколько цемента, песка, щебня в 1м3 бетона (как приготовить бетон — пропорции):

а) Для 1м3 М 150 бетона вам понадобятся: 220 кг цемента, 0.6 м3 песка, 0.8 м3 щебня.

б) Для 1м3 М 200 бетона вам понадобятся: 280 кг цемента, 0.5 м3 песка, 0.8 м3 щебня.

в) Для 1м3 М 250 бетона вам понадобятся: 330 кг цемента, 0.5 м3 песка, 0.8 м3 щебня.

г) Для 1м3 М 300 бетона вам понадобятся: 380 кг цемента, 0.5 м3 песка, 0.8 м3 щебня.


21. Глинопесчаный раствор. Как приготовить:

Глинопесчаный раствор это пропорции 1:3, где одна часть глиняного paствора и три части вермикулита. Полученный раствор заливают слоем до 50 мм

Что бы сделать слой глинопесчаный раствор для теплой стяжки или строительстве стен еще более теплым, нужно смешать глинопесчаный раствор в пропорции 1:1с опилками или половой (мелкой рубленой соломой). Приготовленный раствор заливают слоем толщиной 20-30 см.


22. Пропорция бетон и крошка из пенопласта:

Для того что бы создать такой раствор, который в основном используется для утепления полов и перекрытий бань, нужно смешать 1 часть обычного цементного раствора (или готовый бетонный раствор) и 3 части пенопластовой крошки.


23. Сколько блоков в 1 м3 кладки?

Размер 200×300×600 — 27 блоков в 1м3

Размер 200(188)х200(188)х400 — 62 блока в 1 м3


24. Тайны кирпичной или блочной лицевой кладки, кладочный раствор+ черный шов:

Расход — 1-1,5 ведра раствора на 1м2. Вместо дорогого пластификатора 2 колпачка дешевого шампуня (для пластичности) на замес 1/4, 1л. банка черного пигмента, а для того чтобы не было высолов 200гр. 9%р-ра уксуса.


25. Проникающей гидроизоляции пенекрит и пенетрон:

Пенекрит 150-200 грамм на шов 25×25 мм на 1 пог.м штробы

Пенетрон ( на 2 слоя по технологии) от 0. 8 кг — 1.1 кг на 1 м2 в зависимости от рыхлости и неровности поверхности



26. Сколько нужно кирпичей на 1м2 кладки:

а) Если толщина стены в полкирпича — 120 мм

  1. одинарный кирпич — 61 шт. без учета шва, 51 шт. со швом
  2. полуторный кирпич — 46 шт. без учета шва, 39 шт. со швом
  3. двойной кирпич — 30 шт. без учета шва, 26 шт. со швом

б) Если толщина стены в один кирпич — 250 мм

  1. одинарный кирпич — 128 шт. без учета шва,102 шт. со швом
  2. полуторный кирпич — 95 шт. без учета шва, 78 шт. со швом
  3. двойной кирпич — 60 шт. без учета шва, 52 шт. со швом

в) Если толщина стены в полтора кирпича — 380 мм

  1. одинарный кирпич — 189 шт. без учета шва, 153 шт. со швом
  2. полуторный кирпич— 140 шт. без учета шва, 117 шт. со швом
  3. двойной кирпич — 90 шт. без учета шва, 78 шт. со швом

г) Если толщина стены в два кирпича — 510 мм

  1. одинарный кирпич — 256 шт. без учета шва, 204 шт. со швом
  2. полуторный кирпич — 190 шт. без учета шва, 156 шт. со швом
  3. двойной кирпич — 120 шт без учета шва, 104 шт со швом

д) Если толщина стены в два с половиной кирпича — 640 мм

  1. одинарный кирпич — 317 шт. без учета шва, 255 штук со швом
  2. полуторный кирпич — 235 шт. без учета шва, 195 штук со швом
  3. двойной кирпич — 150 шт. без учета шва, 130 шт. со швом

27. Сколько облицовочного кирпича в 1м2

  1. 1.  красный обычный — 54 шт кирпича
  2. 2.  облицовочный — 85 шт стандартного кирпича
  3. 3.  лицевой крупный — 14 шт кирпича


Любая стройка это траты и не малые, но если знать нормы, можно не дать себя обмануть недобросовестным рабочим. Что то не нашли? Нет информации? Напишите свой вопрос ниже — мы найдем ответ, и пришлем результат, Вам на электронную почту.


11 октября 2018 г.

К сожалению жидких растворов у нас не бывает. Мы производители только сухих строительных смесей.

07 сентября 2018 г.

Всегда рады помочь!

16 июля 2018 г.

450 и 350 конечно. Сейчас исправим

20 июня 2018 г.

Очень хорошо. Но мы не занимаемся строительными работами. Только продажи стройматериалов наш профиль.

04 июня 2018 г.

В зависимости от используемого кирпича, или блока, точнее его пористости, расход на 8.4м2 площади при кладке в 0.5 кирпича составит от 260кг до 540кг

Раствор м100 это сколько цемента в 1 м3. Руководство по строительству от mizar. Что влияет на расход цемента при изготовлении куба раствора


Цемент – это строительный материал с небольшой конкуренцией. Применяется при изготовлении сухих смесей, строительных материалов, заливке фундаментов. Но когда мы его принимаем, знаем ли мы его потребление? Но это очень важно.

Особенности

Для начала разберем тонкости и необычные особенности решения и его компонентов.Начнем с основного ингредиента – цемента. В своей первичной форме этот строительный материал представляет собой вяжущий минеральный порошок. При смешивании с водой становится вязким и имеет темно-серый цвет. Также одной из очевидных особенностей цемента является то, что он быстро затвердевает на воздухе. Сам порошок получают дроблением клинкера и добавлением к нему гипса и различных видов минералов.

Для получения качественного раствора необходимо соблюдать пропорции не только цемента, но и всех остальных материалов, иначе будущее того или иного строения ставится под вопрос.

Прежде чем приступить к анализу самого расхода цемента на 1 куб раствора, следует разобраться с видами и марками смесей, с которыми может столкнуться каждый из нас.

Типы и марки смесей

Информация о марках бетонов и сферах их применения представлена ​​в следующей таблице:

Маркировка бетона

Использование

Материал, используемый для подготовительных работ.

Обладает достаточными прочностными параметрами, подходящими для решения разного рода строительных задач.

Вариант больше подходит для заливки основания.

Широкий ассортимент бетона, который характеризуется высоким показателем прочности.

Материал со средними характеристиками. В основном используется для строительства гидротехнических сооружений.

Согласно ТУ этот материал используется для строительства небоскребов, мостов, подземных сооружений.

Арболит (М5-М100)

В этой таблице имеет самые низкие показатели прочности. Арболит можно использовать для изготовления элементов малоэтажных, промышленных и сельскохозяйственных зданий.

Но если необходимо придать раствору большую пластичность и эластичность, то в него следует добавить клей ПВА. Это водная эмульсия полимера винилацетата со специальными добавками, которые способствуют таким необычным свойствам смеси.

ПГС

Среди огромного количества материалов на строительном рынке одно из самых высоких мест занимает гравийно-песчаная смесь (ПГС). Ведь по объемам производства и областям применения она превосходит все остальные породы. Из этого материала можно производить высококачественный бетон.

Состав ПГС

Если вы спросите любого человека о его составе, он без особых раздумий ответит вам, что он состоит из песка и гравия.И он будет абсолютно прав. Помимо основных вышеперечисленных компонентов, в смеси также присутствуют глинистые комки (не более 1 %) и пылевые включения (не более 5 %).

Типы ПГС
  1. Вид на море. Состав однородный и практически не имеет посторонних включений. Отличается округлой формой. Почти без глинистых частиц.
  2. Вид на горы-овраги. Характеризуется остроугольной формой частиц.Содержит остатки материнской породы.
  3. Вид на озеро-реку. Имеет довольно много сходства с морскими видами, но если выделить особенности, то в озерно-речном значительно больше посторонних остатков и органических веществ, таких как ил и тому подобное.

Область применения ASG

Область применения этой смеси достаточно высока. Его можно использовать для выравнивания строительной площадки, при обратной засыпке котлованов и траншей или даже при прокладке коммуникаций.

Если вы хотите получить достаточно высокую прочность и которая не даст усадки со временем даже при большой нагрузке, то вам следует обратить внимание на соотношение основных компонентов: 30% щебня и 70% песка.

Норма расхода

В первую очередь нужно знать, как и для чего будет использоваться бетон. Если необходимо получить раствор высокого качества и прочности, то следует придерживаться четкой технологии. Также расход на 1 м3 зависит в большей степени от самой марки бетона. Именно по этой причине следует знать, для каких целей он будет использоваться.

Процесс приготовления раствора можно значительно облегчить, купив цемент в мешках по 50 кг. Таким образом, вы облегчите себе расчет. Возведение кирпичных сооружений имеет огромное значение, поэтому разберем некоторые тонкости, связанные с этой кладкой.

Методы смешивания

За качество кладки отвечают не только характеристики используемого кирпича, но и способ приготовления самой смеси. Рассмотрим самые популярные и эффективные способы приготовления цементного раствора:

  1. Самый популярный рецепт – это раствор, в который добавляют песок и цемент. Достаточно прочный, но при его приготовлении нужно строго соблюдать пропорции: даже малейшее отклонение от нормы может обернуться образованием большого количества трещин.
  2. Раствор на основе извести (известь). Его преимущество заключается в высокой пластичности. К недостаткам можно отнести то, что он не влагостойкий, поэтому если вы собираетесь использовать его снаружи конструкции, будьте готовы к тому, что он просто смоется дождем.
  3. Следующий тип называется смешанный … И это как раз тот случай, когда взяли все самое лучшее и соединили. Обладает отличной прочностью в сочетании с хорошей пластичностью.
  4. Раствор с цементом в основе и добавками в виде пластификаторов … Этот состав отличается улучшенными качествами предыдущего типа, то есть смешанного раствора. А благодаря наличию пластификаторов работать с ним гораздо удобнее и быстрее.

А от каких факторов зависит расход цемента на 1 м2 кирпичной кладки? Наиболее важные из них представлены ниже:

  1. Выбор работника. Этот фактор играет одну из важнейших ролей.Ведь от его уровня мастерства зависит, сколько раствора будет использовано по назначению, а сколько будет забраковано и насколько ровно будет уложен кирпич.
  2. Кирпич. Он играет важную роль. Например, для пустотелого кирпича материала уйдет гораздо больше, чем для полнотелого.
  3. И, конечно же, это толщина шва. Это значение должно быть между 10 и 12 мм.

Рассмотрим подробнее расход цементного состава в зависимости от вида используемого кирпича. Так, при нанесении смеси на полнотелое кирпичное основание этот параметр будет иметь следующие значения:

  • если кладку вести в полкирпича (ширина -12 см), то расход составит 0,19 м3;
  • при монтаже в один кирпич потребуется 0,22 м3 раствора;
  • при ширине стены 38 см, для качественного нанесения понадобится примерно 0,234 м3 состава.

В случае полнотелого кирпича параметры расхода будут другими:

  • при кладке в полкирпича, 0.будет израсходовано 160 м3 цементной смеси;
  • если укладка производится на основание из одного камня, понадобится 0,200 м3 раствора;
  • при кладке в полтора кирпича расход увеличится до 0,216 м3.

А теперь перейдем непосредственно к стандартам приготовления. И для этого ниже приведена таблица с указанием марки и соотношения всех компонентов, входящих в состав.

Когда начнутся сами работы, необходимо сначала разобраться с сухими материалами, и только потом приступать к добавлению жидких материалов (воды и других наполнителей).Это делается для того, чтобы раствор был однородным и не содержал комочков. Также, чтобы избежать неблагоприятного результата, нужно все тщательно перемешать.

Не делайте слишком много раствора. Ведь не забывайте, что смесь очень быстро замерзает на воздухе. Конечно, если вы хотите сэкономить свое время и силы, то можете пойти в магазин и купить все в готовом виде, но все зависит от того, можете ли вы себе это позволить.

А теперь небольшое отступление для тех, кто работает с растворами в холодное время года.Многие сталкиваются с тем, что при соблюдении всех норм и проведении подготовительных работ структура композиции все равно нарушена. Дело в том, что вода, используемая для смешивания, замерзла и сломала всю конструкцию. Поэтому, чтобы избежать таких побочных эффектов, в раствор добавляют соль или другие антифризные добавки.

Мы разобрали все аспекты, связанные с работой, но есть еще много полезных советов, способных сделать вашу работу не только проще, но и качественнее, а может быть, и финансово не слишком затратной.

Самое главное – выяснить, хорошо ли приготовлен раствор. Для этого можно прибегнуть к простому методу: на выложенной поверхности нужно написать несколько букв или цифр. Если они не всплывают или, наоборот, не осыпаются внутри, то это значит, что раствор приготовлен правильно и его можно наносить на поверхность.

Раствор применяется повсеместно в строительстве: для кладки стен, стяжки, штукатурки поверхностей и во многих других случаях.В основной состав любого раствора входит вяжущее (цемент, известь), мелкий заполнитель и вода. Чаще всего используют смесь, состоящую из цемента, песка, воды и других добавок (известь, пластификаторы и др. ). А для его приготовления нужно знать расход песка на 1 м3 раствора, чтобы не купить лишнего.

Технология приготовления раствора достаточно проста: сначала в смесителе смешивают цемент и песок в необходимых пропорциях, а затем добавляют воду для получения смеси нужной консистенции.Важным этапом приготовления любого вида раствора является правильная дозировка компонентов. Так при недостаточном количестве цемента получается тощий раствор, а при его избытке – жирный раствор. Казалось бы, смесь с большим количеством цемента должна обладать повышенной прочностью и долговечностью, но на самом деле такая смесь после высыхания будет трескаться.

В зависимости от конкретных требований раствор может иметь марки от М25 до М200.Марка раствора – предел прочности при сжатии. Повышение или понижение марки растворов зависит от соотношения основных компонентов (цемент: песок) или марки вяжущего, если пропорция не меняется.

По назначению растворные смеси подразделяются на: смеси кладочные (применяются для кладки стен), штукатурные (для оштукатуривания поверхностей) и смеси строительные для кладки стяжек и других целей.

Как рассчитать расход песка на 1 м3 раствора

Для того, чтобы узнать количество песка на куб раствора, нужно знать пропорцию.Так для получения раствора марки М100 при использовании цемента М400 пропорция цемента и песка 1 к 4, воды уходит столько же, сколько и цемента. Отсюда получается, что на куб необходимо 6 частей различных материалов, то есть примерно по 1,6 на каждую часть, отсюда исходное соотношение пескоцемента и воды 1:4:1 примет вид 1,6:6,4:1,6. Зная, что в кубе раствора на 1000 литров можно рассчитать примерное соотношение материалов 160:640:160

Из полученной формулы можно рассчитать необходимое количество цемента и песка, но уже в килограммах.Для этого нужно знать, что 10-литровое ведро песка весит 12 килограммов, а ведро цемента весит 14 килограммов. Нам нужно узнать вес песка на куб раствора марки 100, для этого делаем расчеты (640/10)×12=770 килограммов. Это значение дано для сухого песка, но на практике такой песок применяется редко, поэтому расход песка на кубометр раствора может доходить до 1000 кг/м3.

От правильного планирования норм расхода строительных материалов зависит не только срок окончания работ, но и, в большей степени, качество строения.Самое сложное в расчетах – это точное соблюдение технологических норм. Кроме того, зная точное количество материалов, можно значительно снизить затраты на строительство, так как количество отходов будет сведено к минимуму.


Зачем возиться с пропорциями

Если в расчетах, применяемых к материалам, измеряемым в линейных единицах, допустить ошибку достаточно сложно, то в случае сухих смесей и их компонентов ошибки встречаются довольно часто. Рассчитать количество кирпича для возведения стены, зная ее размеры, не составит труда, а вот с расчетом количества составляющих на куб раствора для кладки уже могут возникнуть трудности.Одним словом, расход цемента на 1 куб раствора для определенных целей мы сегодня и рассмотрим.

Для получения качественного тампонажного раствора для определенных целей необходимо строго соблюдать пропорции не только цемента, но и всех остальных компонентов. Щебень, песок, как и цемент, также необходимо добавлять в определенной пропорции. Дело в том, что при превышении консистенции песка или щебня последствия для строения в целом могут быть самыми неутешительными.

Расход цемента и песка на куб раствора

Если добавить в раствор слишком много щебня, то между фракциями останутся полости, в которые не попал цемент, и, соответственно, изделие или элемент конструкции не будет монолитным и не будет соответствовать расчетной нагрузке и др. характеристики. Отсюда малый срок службы, преждевременные затраты на ремонт или вообще на замену вышедшего из строя элемента, если это возможно.

Та же история может случиться, когда доля песка превышает норму.В этом случае мы невольно увеличиваем расход цемента на куб раствора для стяжки, но при этом необходимой прочности не получаем ни в коем случае. Отсюда золотое правило пропорций цемента:

Воды нужно добавить ровно столько, сколько требуется по техническим условиям, ни больше, ни меньше. Основным фактором, влияющим на качество и пригодность бетонной смеси для тех или иных условий, является марка и количество цемента. Кроме того, мы предоставляем несколько разных таблиц с примерными пропорциями для приготовления бетонных смесей совершенно разного назначения.

Золотая пропорция бетонной смеси

В принципе, нормы расхода цемента укладываются в четкие математические расчеты, но чтобы не загружать строителей черновой умственной работой, созданы эти таблицы. Каждый из них соответствует принципам пропорционального соответствия, которые мы привели выше — 1/3/5. Соответственно, для получения гипотетической единицы готового раствора необходимо смешать девять равных частей всех компонентов.

Чтобы не вникать в курс арифметики для третьего класса общеобразовательной школы, скажем, что для получения среднего кубометра раствора нужно иметь 333 кг среднего цемента.Вся разница в пропорциях продиктована особенностями того или иного технологического процесса, в котором используется смесь — на куб штукатурного раствора и на такое же количество смеси для прочной стяжки, естественно, количество цемента будет несколько отличаться , как указано в таблицах.

Значение марки цемента

В этом случае также необходимо учитывать марку цемента. Нет необходимости каждый раз пересчитывать пропорции, если изменилось назначение цементного раствора или марка цемента.Каждый из растворов маркируется по марке цемента. Так, если для фундамента необходим бетон марки 300, а в наличии имеется только цемент марки М400, достаточно свериться с таблицами, которые дадут необходимую поправку на расход цемента той марки, которую предполагается использовать.

Например, чтобы получить куб бетона 100 марки необходимо потратить:

  • 390 кг цемента марки 300;
  • 300 кг м400;
  • около 250 кг цемента марки 500.

Особенности приготовления кладочного раствора

Но и это не так уж плохо. Для приготовления бетона, например, для стяжки или заливки фундамента, необязательно учитывать свойства материалов, находящихся в непосредственном контакте с раствором. Кладочные смеси приготовить и рассчитать гораздо сложнее, а все потому, что каждый из стеновых материалов имеет свои особенности.

Как правило, в нормы расхода материалов на кладочный раствор вносят поправку, исходя из структуры, пористости, способности впитывать влагу конкретного строительного материала.Конечно, золотая пропорция для кирпичной кладки будет правильной, но опытный каменщик всегда внесет изменения в пропорции, просто взглянув на качество кирпича или стенового блока.

Таким образом, расчет количества материалов для приготовления раствора производится на основе проверенных практикой данных, сведенных в таблицы, но с учетом поправок, предусматривающих особенности конкретного материала. Приятного замеса!

Глядя на мешки с цементом и кучу песка, не каждый застройщик чувствует себя спокойно и уверенно.Его мучает вопрос: какую пропорцию выбрать для раствора, чтобы он получился достаточно крепким и при этом не «съел» лишние деньги?

Заливать его «на глаз» глупо и опасно, особенно если речь идет о ответственных бетонных работах по фундаменту или кирпичной кладке. Следовать принципу «чем больше, тем лучше» тоже не вариант. Когда счет идет на кубики, такое правило может разорить разработчика.

Еще один вопрос, который возникает в связи с этим: как контролировать работу строителей, которым поручено приготовление раствора и бетона? За всем не уследишь, поэтому нет гарантии, что цемент не уйдет «налево», а фундамент и кладка не скоро рухнут.

Если заказчик точно знает, каков нормативный расход цемента и песка на раствор, ему проще контролировать свои расходы и следить за использованием закупаемых материалов.

«Дедушкин метод» или действующий СНиП?

Опыт – дело хорошее, но и строительные нормы не следует забывать. В них учитываются все факторы, сопровождающие приготовление растворов и бетонов (чистота, крупность, влажность песка и гравия, активность цемента и качество воды).

Поэтому при подготовке к работам по заливке фундамента, стяжки или кладке стен не поленитесь заглянуть в таблицы гостов. Вам нужна только одна или две строки в них. В них четко расписано, каким должен быть расход цемента на куб раствора для получения требуемой прочности (марки).

Вот простая «выписка» из СНиП, которая поможет приготовить качественный раствор для кладки и стяжки. Прочитав ее, помните, что приведенные нормы расхода немного отличаются от практических значений.

Причина в том, что они получены из стандартных условий приготовления (температура воздуха +23С, песок средней зернистости, идеально чистый, его влажность не более 7% и т.д.).

Обеспечить стандартные параметры дозирования на стройплощадке нереально, поэтому цемент лучше приобретать с небольшим запасом (10-15%).

Ответ на вопрос, сколько нужно цемента и песка на куб бетона, дадут следующие стандарты:

Бетон марки

Расход цемента М500 кг/1м3

При изготовлении бетона важно знать не только количество цемента, но и стандартный объем песка и щебня. Следующая таблица будет полезна для расчетов.

Объемные пропорции для различных марок бетона

Бетон марки

Соотношение цемент/песок/щебень в литрах

цемент М 400

цемент М 500

Необходимый расход песка на 1м3 раствора 1 куб.м.Некоторые застройщики заблуждаются, думая, что объем цемента увеличивает объем готовой смеси. Это неправда.

Цемент имеет очень мелкий помол, поэтому распределяется в пустотах между песком, не увеличивая общий объем бетона и раствора. Следовательно, на 1м3 песка мы можем добавить 200 и 400 кг цемента, получив тот же 1 кубометр раствора.

В смесь добавляется вода в простой пропорции — половина от общего веса (не объема!) цемента.При этом нужно учитывать фактическую влажность песка и подливать воду небольшими порциями, чтобы раствор или бетон не получились слишком жидкими.

Консистенция раствора по нормативам определяется по количеству осадка стандартного металлического конуса, опущенного в смесь. На стройке вы вряд ли сможете провести такую ​​проверку.

Поэтому только помните, что плотность кладочного раствора должна быть такой, чтобы он был не слишком твердым, а достаточно пластичным и не вытекал из швов.

Для стяжки раствор и бетон должны быть средней плотности, чтобы их можно было легко уплотнить и разровнять правилом.

От чего зависит расход цемента?

Интуитивно все понимают, что расход этого вяжущего зависит от степени прочности конструкции, которую мы собираемся строить. Поэтому для фундамента нам нужен бетон марки не ниже М300, а для стяжки будет достаточно раствора прочностью 150 кг/см2 (М150).

Имеет значение и марка цемента, который будет использоваться. Чем она выше (видно из таблиц), тем меньше будет расход вяжущего.

Расход цемента для штукатурки

Штукатурный раствор

«Классический» состоит из трех частей песка и одной части цемента (1:3).

Если средняя толщина слоя не превышает 12 мм, то на 1 м2 штукатурки необходимо навесить 1,6 кг цемента М400 или 1,4 кг цемента М500. Рассчитать объем раствора на 1м2 несложно: 1м2х0.012 м = 0,012 м2 или 12 литров.

Расход цемента на кладку

При приготовлении цементно-песчаного раствора для кирпичной кладки учитывают, что на возведение 1 м2 стены толщиной в 1 кирпич (250 мм) потребуется не менее 75 л раствора марки М100.

Соотношение цемент (М400) — песок здесь 1:4. Расход цемента на кладку кирпича при таком соотношении составит 250 кг на 1 куб песка.

Вода, как мы уже говорили, берется из расчета 1/2 от общего веса используемого цемента.

Переводя на понятные всем «ведровые нормы», скажем, что на одно 10-литровое ведро цемента (М500) нам нужно четыре ведра песка и 7 литров воды. Количество воды рассчитываем исходя из веса цемента в ведре (10 литров х 1,4 кг х 0,5 = 7 литров).

Для быстрого определения потребности в цементном кладочном растворе для стен разной толщины (на 1 м3) можно воспользоваться следующей таблицей:

Тип кирпича

Толщина стенки в кирпичах

(250x120x65 мм)

Кирпич, шт.

Раствор, м3

Модулированный

(250x120x88 мм)

Кирпич, шт.

Раствор, м3

Сколько мешков цемента купить?

Пока дело не доходит до замеса, застройщику важно знать, сколько мешков цемента придется закупить.Он также должен основываться на стандартных нормах потребления.

Для перевода кубов в килограммы используется средний показатель насыпной плотности вяжущего: в 1 литре — 1,4 кг цемента.

1/4 куба это 250 литров. Умножая их на 1,4 кг, получаем 350 кг цемента. Значит, всего нам придется купить 350/50 = 7 мешков цемента (по 50 кг) или 14 мешков по 25 кг.

Возможен расчет расхода вяжущего на 1 м2 стяжки методом «обратного хода».При толщине 10 см на заливку одного «квадрата» потребуется 0,1 м3 раствора. В нем содержится в 10 раз меньше цемента, чем в 1 кубометре: 350 кг / 10 = 35 кг. На стяжку толщиной 5 см нам понадобится 35/2=17,5 кг цемента М500.

На скорость расхода цемента сильное влияние оказывает такой показатель, как активность. Его определяют экспериментально при смешивании контрольных образцов и испытании их на прочность.

Для обычного разработчика этот способ не подходит. Практичным методом, который следует использовать при покупке и перед использованием, является срок годности.

Потеря цементом своей активности за месяц может достигать 20%. Поэтому, продержав этот материал в гараже три месяца, вместо 500-й марки, указанной на этикетке, вы получите 400-ю марку.

При использовании такого вяжущего для раствора или бетона берите норму расхода конкретно для этой (уменьшенной) марки. Если цемент уже полгода ждет своего «звездного часа», то он не годится ни для чего, кроме как вывезти на свалку.

Бдительность следует проявлять и при покупке вяжущего, требуя от продавца сертификат на купленную партию, в котором указана заводская дата выпуска.

В бетоне цемент представляет собой соединение, связывающее все его компоненты. От его количества и качества зависят технические характеристики раствора – прочность, морозостойкость, водостойкость, коррозионная стойкость. В составе смеси цена на него самая высокая, поэтому остро стоит вопрос расхода цемента на 1 куб бетона — слишком много, снизится рентабельность строительства, после застывания появляются трещины, мало — требуемый технические и эксплуатационные характеристики не будут достигнуты.

Основным требованием к бетону является достижение требуемой прочности после затвердевания. Исходя из этого, в соответствии со строительными нормами, описывающими качество компонентов, их соотношение и технические характеристики выбирают. Делается это с учетом класса прочности состава, рекомендуемое соотношение ингредиентов указано в специализированных справочниках. Для расчета, сколько цемента будет содержаться в 1 м³ бетона, учитывают следующие факторы: марка

  • , плотность, необходимое время схватывания;
  • пластичность раствора и его подвижность;
  • вид песка, фракция, наличие примесей, доля которых не превышает 15%, в противном случае данный наполнитель подвергается предварительной обработке — просеиванию или промывке;
  • фракция, вид и другие технические характеристики щебня — лещадность, плотность, загрязненность, при превышении нормы щебень очищают;
  • наличие дополнительных компонентов, улучшающих характеристики — отвердителей или пластификаторов.

Учитывается непосредственно при изготовлении. Она должна быть в два раза больше марки изготовленного из нее состава – для раствора М200 берется состав М400. Чем выше марка, тем меньше потребуется для приготовления смеси необходимого класса.

Дозирование

Для расчета количества расходуемого цемента на куб бетона необходимо знать марку смеси, кроме того, учитывается и марка используемого вяжущего.Пропорциональное соотношение компонентов указано в специальных таблицах. В строительстве чаще применяют М400-М500, причем пропорция составляется в массовых частях.

Марка бетона Весовое соотношение C / P / U
100 1/4,6/7
150 1/3,5/5,7
200 1/2,8/4,8
250 1/2,1/3,9
300 1/1.9/3.7
400 1/1,2/2,7
450 1/1,1/2,5
Марка бетона Весовое соотношение C / P / U
100 1/5,8/8,1
150 1/4,5/6,6
200 1/3,5/5,6
250 1/2,6/4,5
300 1/2. 4/4.3
400 1/1,6/3,2
450 1/1,4/2,9

Это значит, что для приготовления бетона М300 из цемента М400 потребуется взять 10 кг цемента, 19 кг песка, 37 кг щебня. В результате получается 66 кг готового материала. Средняя плотность смеси 2200 кг/м³, поэтому масса израсходованного компонента вяжущего 2200/66*10≈330 кг. Такие расчеты уже сведены в специальные таблицы для облегчения работы проектировщиков и строителей.

При расчете количества раствора учитывать, что объем на выходе меньше суммарного объема всех компонентов за счет уплотнения при перемешивании. Самая популярная фракция щебня – 20 мм, она обеспечивает необходимую прочность и доступна по цене. Количество добавляемой воды, необходимое для приготовления 1 куба смеси, определяется в процессе изготовления, так как зависит от влажности используемого песка и технических параметров смеси.

Сколько цемента нужно на 1 кубометр бетонной смеси?

Если для получения требуемых технических характеристик требуется знать пропорции песка и щебня, то для расчета стоимости строительства требуется расчет затрат цемента на 1 кубометр бетона . Эти данные рассчитываются и заносятся в таблицы.

Марка бетона Масса цемента, кг
100 166
150 205
200 241
250 313
300 329
400 417
450 469

Это поможет определить норму расхода, а также количество после расчета всего объема необходимого для строительства материала.Количество и стоимость наполнителей рассчитываются с помощью таблиц с их пропорциями для разных марок. Для М500 разработаны аналогичные справочные данные; при необходимости этот показатель рассчитывают, используя цифры пропорций компонентов для приготовления смеси.

Для подачи необходимого количества воды учитывается, что оно зависит от влагопоглощения песка и других компонентов, но в среднем рекомендуется запасать до 200 литров на 1 м³ бетона. Вода должна быть чистой, без солей и органических добавок, способных снизить качество даже при полном соблюдении всех пропорций.

Часто возникают проблемы при приготовлении растворов. На участок привозят цемент более низкой марки, чем требуется для изготовления состава определенного класса прочности. Для достижения желаемого эффекта его количество увеличивают на 15%. Добавляется на 10% больше мелкозернистого песка и на качество это не повлияет.

Чаще всего цемент предлагается в бумажных мешках по 50 кг.Это удобная емкость, позволяющая быстро рассчитать ее объем для запланированной работы. Для этого подсчитайте, сколько мешков цемента содержится в 1 кубе бетона. Для получения этого объема М300 потребуется 329/50 = 6,58 мешков или 6 мешков и 29 кг. Это значение умножается на объем заливаемого раствора. Если вам нужно сделать из М300 монолит объемом 40 м³, то потребуется 40·6,58 = 263,2≈264 мешка или 13,2 тонны. Качество смеси будет соответствовать заявленным параметрам при соблюдении технологии изготовления.

Правильно рассчитанное количество цемента в кубометре смеси позволит добиться требуемых технических и эксплуатационных характеристик. Не забывайте о качестве наполнителей и воды. Они должны соответствовать заявленным параметрам, не содержать посторонних включений и примесей. Это поможет заранее просчитать финансовую составляющую и оптимизировать затраты на строительство. При покупке лучше останавливаться на качестве 400 или 500 марок, так как при аналогичной цене их требуется меньше.

Как преобразовать расход сжатого воздуха из Нл/мин в Нм3/час

 

Потребление сжатого воздуха часто указывается на пневматических изделиях. Информация о потреблении должна облегчить сравнение продуктов и определение наиболее эффективного решения для конкретной потребности пользователя.

Объем сжатого воздуха можно измерять в разных единицах. В пневматике объем указывается либо в нормальных литрах (Нл), либо в нормальных кубических метрах (Нм 3 ).* Расход сжатого воздуха для продуктов часто указывается в нормальных литрах в минуту или в нормальных кубических метрах в час. Сравнивать продукты может быть сложно, если расход сжатого воздуха указан в разных единицах измерения. Это руководство должно упростить преобразование потребления сжатого воздуха между обоими блоками.

* Нормальный означает, что результат относится к определенному атмосферному давлению и определенной температуре.

Нл/мин x 60 / 1000 = Нм 3

Нм 3 /ч / 60 x 1000 = Нл/мин


Пример:

1.Nl /мин → Nm 3

Изделие потребляет 500 нормальных литров сжатого воздуха в минуту.
Сколько это нормальных кубометров сжатого воздуха в час?

500 Нл/минута сжатого воздуха x 60/1000 = 30 Нм 3 /час сжатого воздуха


2.   Нм 3  → Нл/мин

Изделие потребляет 30 нормальных кубометров сжатого воздуха в час.
Сколько это нормальных литров сжатого воздуха в минуту?

30 Нм 3 /час сжатого воздуха / 60 x 1000 = 500 Нл/мин сжатого воздуха

Потребление сжатого воздуха можно использовать для определения затрат на сжатый воздух и возврата инвестиций, сэкономленных при установке эффективного воздушного сопла.

Концентрация раствора

Все мы имеем качественное представление о том, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто готовил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматизированный, высококонцентрированный напиток, тогда как слишком мало дает разбавленный раствор, который трудно отличить от воды.В химии концентрацияКоличество растворенного вещества, растворенного в определенном количестве растворителя или раствора. раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве растворителя или раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе. Химики используют множество различных способов определения концентрации, некоторые из которых описаны в этом разделе.

Молярность

Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , которая также наиболее полезна для расчетов, связанных со стехиометрией реакций в растворе.Молярность (M) Общепринятая единица концентрации, которая представляет собой количество молей растворенного вещества, присутствующего ровно в 1 л раствора (моль/л). раствора – количество молей растворенного вещества, содержащихся ровно в 1 л раствора. Молярность также представляет собой количество миллимолей растворенного вещества, присутствующего ровно в 1 мл раствора:

.

Уравнение 4. 4

молярность = моли растворенного вещества в литрах раствора = ммоль растворенного вещества в миллилитрах раствора

Таким образом, единицами молярности являются моли на литр раствора (моль/л), сокращенно обозначаемые как М.Водный раствор, содержащий 1 моль (342 г) сахарозы в количестве воды, достаточном для получения конечного объема 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль/л или 1,00 М. В химических обозначениях квадратные скобки вокруг названия или формулы растворенное вещество представляет собой концентрацию растворенного вещества. Итак,

[сахароза] = 1,00 М

читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Отношения между объемом, молярностью и молями могут быть выражены как

Уравнение 4.5

VLMmol/L=L(molL)= моль

или

Уравнение 4.6

VmLMммоль/мл=мл(ммольмл)= ммоль

Пример 2 иллюстрирует использование уравнения 4. 5 и уравнения 4.6.

Пример 2

Рассчитайте количество молей гидроксида натрия (NaOH) в 2,50 л 0,100 М NaOH.

Дано: идентичность растворенного вещества и объем и молярность раствора

Запрос: количество растворенного вещества в молях

Стратегия:

Используйте любое уравнение 4.5 или уравнение 4.6, в зависимости от единиц измерения, указанных в задаче.

Решение:

Поскольку нам дан объем раствора в литрах и нас спрашивают о количестве молей вещества, уравнение 4.5 более полезно:

моль NaOH = VLMмоль/л = (2,50 л) (0,100 моль л) = 0,250 моль NaOH

Упражнение

Рассчитайте количество миллимолей аланина, биологически важной молекулы, в 27. 2 мл 1,53 М аланина.

Ответ: 41,6 ммоль

Концентрации часто указываются в пересчете на массу (м/м) или на основе массы на объем (м/об), особенно в клинических лабораториях и инженерных приложениях. Концентрация, выраженная в м/м, равна количеству граммов растворенного вещества на грамм раствора; концентрация на основе m/v представляет собой количество граммов растворенного вещества на миллилитр раствора. Каждое измерение можно выразить в процентах, умножив отношение на 100; результат сообщается как процент масс./масс. или процент масс./об.Концентрация очень разбавленных растворов часто выражается в частей на миллион ( частей на миллион ), что составляет граммы растворенного вещества на 10 6 г раствора, или в частей на миллиард ( частей на миллиард ), что равно граммов растворенного вещества на 10 9 г раствора. Для водных растворов при 20°C 1 ppm соответствует 1 мкг на миллилитр, а 1 ppb соответствует 1 нг на миллилитр. Эти концентрации и их единицы приведены в таблице 4.1 «Общие единицы концентрации».

Таблица 4.1 Общие единицы концентрации

Концентрация Единицы
м/м г растворенного вещества/г раствора
т/х г растворенного вещества/мл раствора
частей на миллион г растворенного вещества/10 6 г раствора
мкг/мл
частей на миллиард г растворенного вещества/10 9 г раствора
нг/мл

Приготовление растворов

Чтобы приготовить раствор, содержащий указанную концентрацию вещества, необходимо растворить желаемое количество молей растворенного вещества в достаточном количестве растворителя, чтобы получить желаемый конечный объем раствора. Рисунок 4.6 «Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого растворенного вещества» иллюстрирует эту процедуру для раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле. Обратите внимание, что объем растворителя не указан. Поскольку растворенное вещество занимает место в растворе, необходимый объем растворителя почти всегда на 90 871 меньше, чем на 90 872 желаемого объема раствора. Например, если желаемый объем равен 1,00 л, было бы неправильно добавлять 1,00 л воды к 342 г сахарозы, поскольку в результате получится более 1,00 л воды.00 л раствора. Как показано на рисунке 4.7 «Приготовление 250 мл раствора (NH»), для некоторых веществ этот эффект может быть значительным, особенно для концентрированных растворов.

Рисунок 4.6 Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого растворенного вещества

Рисунок 4.7 Приготовление 250 мл раствора (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 в воде

Растворенное вещество занимает место в растворе, поэтому для приготовления 250 мл раствора требуется менее 250 мл воды.

Пример 3

Раствор на рис. 4.6 «Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого растворенного вещества» содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта(II), CoCl 2 ·2H 2 O, в этаноле, достаточном для получения ровно 500 мл решение. Какова молярная концентрация CoCl 2 ·2H 2 O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрашиваемый: концентрация (M)

Стратегия:

Чтобы найти количество молей CoCl 2 ·2H 2 O, разделите массу соединения на его молярную массу.Рассчитайте молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах.

Решение:

Молярная масса CoCl 2 ·2H 2 O составляет 165,87 г/моль. Следовательно,

моль CoCl2•2h3O = (10,0 г 165,87 г/моль) = 0,0603 моль

Объем раствора в литрах

объем = 500 мл (1 л1000 мл)= 0.500 л

Молярность — это количество молей растворенного вещества на литр раствора, поэтому молярность раствора равна

.

молярность =0,0603 моль0,500 л= 0,121 М =CoCl2•h3O

Упражнение

Раствор, показанный на рис. 4.7 «Приготовление 250 мл раствора (NH», содержит 90,0 г (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 в воде, достаточной для получения конечного объема точно 250 мл.Какова молярная концентрация дихромата аммония?

Ответ: (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 = 1.43 М

Чтобы приготовить определенный объем раствора, который содержит определенную концентрацию растворенного вещества, нам сначала необходимо рассчитать количество молей растворенного вещества в желаемом объеме раствора, используя соотношение, показанное в уравнении 4. 5. Затем мы переводим количество молей растворенного вещества в соответствующую массу необходимого растворенного вещества. Эта процедура проиллюстрирована в примере 4.

Пример 4

Так называемый раствор D5W, используемый для внутривенного замещения жидкостей организма, содержит 0.310 М глюкозы. (D5W представляет собой примерно 5% раствор декстрозы [медицинское название глюкозы] в воде.) Рассчитайте массу глюкозы, необходимую для приготовления пакета D5W объемом 500 мл. Глюкоза имеет молярную массу 180,16 г/моль.

Дано: молярность, объем и молярная масса растворенного вещества

Запрашиваемый: масса растворенного вещества

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в указанном объеме раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Получите необходимую массу глюкозы, умножив количество молей соединения на его молярную массу.

Решение:

A Сначала нужно вычислить количество молей глюкозы, содержащихся в 500 мл 0,310 М раствора:

VLMмоль/л = моли500 мл (1 л1000 мл) (0,310 моль глюкозы1 л) = 0,155 моль глюкозы

B Затем мы переводим количество молей глюкозы в требуемую массу глюкозы:

масса глюкозы = 0.155 моль глюкозы (180,16 г глюкозы1 моль глюкозы) = 27,9 г глюкозы

Упражнение

Другим раствором, обычно используемым для внутривенных инъекций, является физиологический раствор, 0,16 М раствор хлорида натрия в воде. Рассчитайте массу хлорида натрия, необходимую для приготовления 250 мл физиологического раствора.

Ответ: 2,3 г NaCl

Раствор нужной концентрации также можно приготовить, разбавив небольшой объем более концентрированного раствора дополнительным растворителем.Исходный раствор. Для этой цели часто используют коммерчески приготовленный раствор известной концентрации, представляющий собой коммерчески приготовленный раствор известной концентрации. Разбавление маточного раствора предпочтительнее, потому что альтернативный метод, взвешивающий крошечные количества растворенного вещества, трудно выполнить с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из исходного раствора показана на рисунке 4.8 «Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления маточного раствора». Это требует расчета количества молей растворенного вещества, желаемого в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, содержащего это количество растворенного вещества. Помните, что разбавление заданного количества исходного раствора растворителем , а не изменяет число молей присутствующего растворенного вещества. Таким образом, отношение между объемом и концентрацией исходного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора равно

.

Уравнение 4.7

( V s )(M s ) = моли растворенного вещества = ( V d )(M d )

, где индексы s и d обозначают исходный и разбавленный растворы соответственно. Пример 5 демонстрирует расчеты, связанные с разбавлением концентрированного маточного раствора.

Рисунок 4.8 Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления маточного раствора

(a) Объем ( V s ), содержащий требуемые моли растворенного вещества (M s ), измеряется из маточного раствора известной концентрации. (b) Измеренный объем маточного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляют растворителем до объемной метки ].

Пример 5

Какой объем исходного раствора глюкозы с концентрацией 3,00 М необходим для приготовления 2500 мл раствора D5W в примере 4?

Дано: объем и молярность разбавленного раствора

Запрошено: объем маточного раствора

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в указанном объеме разбавленного раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Чтобы определить необходимый объем исходного раствора, разделите число молей глюкозы на молярность исходного раствора.

Решение:

A Раствор D5W в примере 4 представлял собой 0,310 М глюкозу. Начнем с использования уравнения 4.7 для расчета количества молей глюкозы, содержащихся в 2500 мл раствора:

моль глюкозы = 2500 мл (1 л1000 мл)(0.310 моль глюкозы1 л) = 0,775 моль глюкозы

B Теперь мы должны определить объем 3,00 М маточного раствора, содержащего такое количество глюкозы:

объем основного раствора = 0,775 моль глюкозы (1 л 3,00 моль глюкозы) = 0,258 л или 258 мл

При определении необходимого объема маточного раствора мы должны были разделить желаемое количество молей глюкозы на концентрацию исходного раствора, чтобы получить соответствующие единицы.Кроме того, количество молей растворенного вещества в 258 мл исходного раствора такое же, как количество молей в 2500 мл более разбавленного раствора; изменилось только количество растворителя . Полученный нами ответ имеет смысл: разбавление исходного раствора примерно в десять раз увеличивает его объем примерно в 10 раз (258 мл → 2500 мл). Следовательно, концентрация растворенного вещества должна уменьшиться примерно в 10 раз, как это и происходит (3,00 М → 0,310 М).

Мы также могли бы решить эту задачу за один шаг, решив уравнение 4.7 вместо V s и подставив соответствующие значения:

Vs=(Vd)(Md)Ms=(2,500 л)(0,310 M)3,00 M= 0,258 л

Как мы уже отмечали, часто существует более одного правильного способа решения проблемы.

Упражнение

Какой объем исходного раствора 5,0 М NaCl необходим для приготовления 500 мл физиологического раствора (0,16 М NaCl)?

Ответ: 16 мл

Концентрация ионов в растворе

В примере 3 вы подсчитали, что концентрация раствора, содержащего 90.00 г дихромата аммония в конечном объеме 250 мл — это 1,43 М. Рассмотрим подробнее, что именно это означает. Дихромат аммония представляет собой ионное соединение, содержащее два иона NH 4 + и один ион Cr 2 O 7 2− на формульную единицу. Как и другие ионные соединения, это сильный электролит, который диссоциирует в водном растворе с образованием гидратированных ионов NH 4 + и Cr 2 O 7 2− :

Уравнение 4.8

(Nh5)2Cr2O7(т)→h3O(ж)2Nh5+(водн.)+Cr2O72–(водн.)

Таким образом, 1 моль формульных единиц дихромата аммония растворяется в воде с образованием 1 моля анионов Cr 2 O 7 2− и 2 молей катионов NH 4 + (см. рис. 4.9). моль ионного соединения»).

Рисунок 4.9 Растворение 1 моля ионного соединения

В этом случае при растворении 1 моля (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 получается раствор, содержащий 1 моль Cr 2 O 7 2 моль ионов и ионов NH 4 + .(Для ясности молекулы воды не показаны на молекулярном изображении раствора. )

Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, такой как дихромат аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 М (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 , то концентрация Cr 2 O 7 2−

83 должна быть 2 O 7 2− ион на формульную единицу.Однако на формульную единицу приходится два иона NH 4 + , поэтому концентрация ионов NH 4 + составляет 2 × 1,43 M = 2,86 M. Поскольку каждая формульная единица (NH 4 ) 2 CR 2 O 7 O 7 производит три ионы при растворении в воде (2NH 4 + + 1Cr 2 O 7 2- ), Всего Концентрация ионов в раствор 3 × 1,43 М = 4,29 М,

Пример 6

Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

  1. 0. 21 М NaOH
  2. 3,7 М (СН 3 )СНОН
  3. 0,032 М In(NO 3 ) 3

Дано: молярность

Запрашиваемый: концентрации

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или неэлектролит.

B Если соединение является неэлектролитом, его концентрация равна молярности раствора.Если соединение является сильным электролитом, определяют количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице. Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора.

Решение:

  1. Гидроксид натрия представляет собой ионное соединение, которое является сильным электролитом (и сильным основанием) в водном растворе:

    NaOH(т)→h3O(ж)Na+(водн. )+OH–(водн.)

    B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na + и один ион OH , концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na + ] = 0.21 М и [ОН ] = 0,21 М.

  2. A Формула (CH 3 ) 2 CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1 «Водные растворы», что спирты представляют собой ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты являются неэлектролитами.

    B Таким образом, единственным растворенным веществом в растворе являются (CH 3 ) 2 молекулы CHOH, поэтому [(CH 3 ) 2 CHOH] = 3.7 м.

  3. A Нитрат индия представляет собой ионное соединение, которое содержит ионы In 3+ и ионы NO 3 , поэтому мы ожидаем, что в водном растворе он будет вести себя как сильный электролит:

    In(NO3)3(т)→h3O(ж)In3+(водн. )+3NO3–(водн.)

    B Одна формульная единица In(NO 3 ) 3 дает один ион In 3+ и три иона NO 3 , поэтому 0.032 М In(NO 3 ) 3 раствор содержит 0,032 М In 3+ и 3 × 0,032 М = 0,096 М NO 3 , т.е. и [NO 3 ] = 0,096 М.

Упражнение

Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

  1. 0,0012 М Ba(OH) 2
  2. 0.17 М Na 2 SO 4
  3. 0,50 М (CH 3 ) 2 CO, широко известный как ацетон

Ответ:

  1. [Ba 2+ ] = 0,0012 М; [ОН ] = 0,0024 М
  2. [Na + ] = 0,34 М; [СО 4 2− ] = 0,17 М
  3. [(СН 3 ) 2 СО] = 0. 50 М

Ключевые уравнения

определение молярности

Уравнение 4.4: молярность = моли растворенного вещества в литрах раствора = ммоль растворенного вещества в миллилитрах раствора

взаимосвязь между объемом, молярностью и молями

Уравнение 4.5: VLMmol/L=L (мольL)= моль

взаимосвязь между объемом и концентрацией основного и разбавленного растворов

Уравнение 4.7: ( V s )(M s ) = моли растворенного вещества = ( V d )(M d )

Резюме

Концентрация вещества представляет собой количество растворенного вещества, присутствующего в данном количестве раствора. Концентрации обычно выражают как молярность , количество молей растворенного вещества в 1 л раствора. Растворы известной концентрации можно приготовить либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора (исходный раствор ) до желаемого конечного объема.

Ключ на вынос

  • Концентрации растворов обычно выражаются в молярности и могут быть приготовлены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления исходного раствора.

Концептуальные проблемы

  1. Какое из изображений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

    1. НХ 3
    2. ВЧ
    3. CH 3 CH 2 CH 2 OH
    4. Нет 2 SO 4

  2. Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

    1. CH 3 CO 2 H
    2. NaCl
    3. Нет 2 Ю
    4. Нет данных 3 Заказ на поставку 4
    5. ацетальдегид
  3. Ожидаете ли вы, что 1,0 М раствор CaCl 2 будет лучшим проводником электричества, чем 1.0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?

  4. Альтернативным способом определения концентрации раствора является моляльность , сокращенно m . Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Можно ли ожидать, что 1 М раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 м раствора сахарозы? Поясните свой ответ.

  5. Каковы преимущества использования растворов для количественных расчетов?

Ответ

  1. Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам измерить количество вещества точнее.

Числовые задачи

  1. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1000 л каждого раствора.

    1. 0,2593 М NaBrO 3
    2. 1,592 М КНО 3
    3. 1,559 М уксусная кислота
    4. 0.943 М йодат калия
  2. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1000 л каждого раствора.

    1. 0,1065 М BaI 2
    2. 1,135 М Na 2 SO 4
    3. 1,428 М NH 4 Br
    4. 0. 889 М ацетат натрия
  3. Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, то в каком растворе масса растворенного вещества больше?

    1. 1,40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
    2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
    3. 250 мл 0.489 М раствор или 150 мл 0,769 М раствора
  4. Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

    Соединение Масса (г) Кроты Концентрация (М)
    сульфат кальция 4. 86
    уксусная кислота 3,62
    дигидрат йодистого водорода 1.273
    бромид бария 3,92
    глюкоза 0,983
    ацетат натрия 2. 42
  5. Какова концентрация каждого вида в следующих водных растворах?

    1. 0,489 моль NiSO 4 в 600 мл раствора
    2. 1,045 моль бромида магния в 500 мл раствора
    3. 0.146 моль глюкозы в 800 мл раствора
    4. 0,479 моль CeCl 3 в 700 мл раствора
  6. Какова концентрация каждого вида в следующих водных растворах?

    1. 0,324 моль K 2 MoO 4 в 250 мл раствора
    2. 0. 528 моль формиата калия в 300 мл раствора
    3. 0,477 моль KClO 3 в 900 мл раствора
    4. 0,378 моль йодида калия в 750 мл раствора
  7. Какова молярная концентрация каждого раствора?

    1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
    2. 9.8 г сульфата лития в 300 мл раствора
    3. 12,4 г сахарозы (C 12 H 22 O 11 ) в 750 мл раствора
    4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора
  8. Какова молярная концентрация каждого раствора?

    1. 12. 8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
    2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
    3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
    4. 4,3 г винной кислоты (C 4 H 6 O 6 ) в 250 мл раствора
  9. Укажите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, принимая за 20.0 г каждого и объем раствора 250 мл для каждого реагента.

    1. BaCl 2 (водн.) + Na 2 SO 4 (водн.) →
    2. Ca(OH) 2 (водн.) + H 3 PO 4 (водн.) →
    3. Al(NO 3 ) 3 (водн.) + H 2 SO 4 (водн.) →
    4. Pb(NO 3 ) 2 (водн. ) + CuSO 4 (водн.) →
    5. Al(CH 3 CO 2 ) 3 (водн.) + NaOH (водн.) →
  10. Для эксперимента требуется 200.0 мл 0,330 М раствора Na 2 CrO 4 . Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na 2 CrO 4 , содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г/см 3 . Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na 2 CrO 4 с использованием маточного раствора.

  11. Гипохлорит кальция [Ca(OCl) 2 ] является эффективным дезинфицирующим средством для одежды и постельных принадлежностей.Если раствор имеет концентрацию Ca(OCl) 2 3,4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?

  12. Фенол (C 6 H 5 OH) часто используется в качестве антисептика в ополаскивателях для рта и леденцах от горла. Если жидкость для полоскания рта имеет концентрацию фенола 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?

  13. Если таблетку, содержащую 100 мг кофеина (C 8 H 10 N 4 O 2 ), растворить в воде, получится 10.0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?

  14. На этикетке некоторых лекарств есть инструкции по добавлению 10,0 мл стерильной воды, в которых указано, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если больному назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

ответы

  1. 1. 74 × 10 −3 М кофеин

1.4: Объем, толщина и плотность

Цели обучения

  • Расчет площади, объема, плотности и толщины и преобразование в различные единицы измерения.

Производные единицы СИ

Из семи основных единиц СИ можно вывести множество единиц. Например, мы можем использовать базовую единицу длины для определения единицы объема, а базовые единицы массы и длины — для определения единицы плотности.

Том

Объем — это мера объема пространства, занимаемого объектом. Стандартная единица объема в системе СИ определяется базовой единицей длины (рис. \(\PageIndex{3}\)). Стандартный объем – кубический метр (м 3 ), куб с длиной ребра ровно один метр. Чтобы распределить кубический метр воды, мы могли бы построить кубический ящик с длиной ребра ровно один метр. В эту коробку поместится кубический метр воды или любого другого вещества.

Более часто используемая единица измерения объема происходит от дециметра (0.1 м или 10 см). Куб с длиной ребра ровно в один дециметр содержит объем в один кубический дециметр (дм 3 ). Литр (л) — более распространенное название кубического дециметра. Один литр равен примерно 1,06 кварт. Кубический сантиметр (см 3 ) — это объем куба с длиной ребра ровно один сантиметр. Аббревиатура cc (от c ubic c entimeter) часто используется медицинскими работниками. Кубический сантиметр также называется миллилитром (мл) и составляет 1/1000 литра.

< Рисунок \(\PageIndex{3}\): (a) Относительные объемы показаны для кубов 1 м 3 , 1 дм 3 (1 л) и 1 см 3 (1 мл) (не масштабировать). (b) Диаметр десятицентовой монеты сравнивается с длиной ребра куба размером 1 см 3 (1 мл).

Плотность

Мы используем массу и объем вещества для определения его плотности. Таким образом, единицы плотности определяются базовыми единицами массы и длины.

Плотность вещества есть отношение массы навески вещества к его объему.Единицей плотности в СИ является килограмм на кубический метр (кг/м 3 ). Однако во многих ситуациях это неудобная единица измерения, и мы часто используем граммы на кубический сантиметр (г/см 3 ) для плотности твердых тел и жидкостей и граммы на литр (г/л) для газов. Хотя есть исключения, большинство жидкостей и твердых тел имеют плотность в диапазоне примерно от 0,7 г/см 90 867 3 90 868 (плотность бензина) до 19 г/см 90 867 3 90 868 (плотность золота). Плотность воздуха около 1.2 г/л. В таблице \(\PageIndex{3}\) показаны плотности некоторых распространенных веществ.

Твердые вещества Жидкости Газы (при 25 °С и 1 атм)
лед (при 0 °C) 0,92 г/см 3 вода 1,0 г/см 3 сухой воздух 1.20 г/л
дуб (древесина) 0,60–0,90 г/см 3 этанол 0,79 г/см 3 кислород 1,31 г/л
железо 7,9 г/см 3 ацетон 0,79 г/см 3 азот 1,14 г/л
медь 9,0 г/см 3 глицерин 1,26 г/см 3 двуокись углерода 1. 80 г/л
свинец 11,3 г/см 3 оливковое масло 0,92 г/см 3 гелий 0,16 г/л
серебро 10,5 г/см 3 бензин 0,70–0,77 г/см 3 неон 0,83 г/л
золото 19,3 г/см 3 ртуть 13,6 г/см 3 радон 9.1 г/л

Хотя существует множество способов определения плотности объекта, возможно, самый простой метод включает в себя отдельное определение массы и объема объекта, а затем деление массы образца на его объем. В следующем примере масса определяется непосредственно путем взвешивания, а объем определяется косвенно путем измерения длины.

\[\mathrm{плотность=\dfrac{масса}{объем}}\]

Пример \(\PageIndex{1}\)

Расчет плотности Золото — в виде кирпичей, слитков и монет — веками использовалось в качестве валюты.Чтобы заставить людей платить за слиток золота, фактически не вкладывая в слиток золота, люди решили заполнить центры полых золотых слитков свинцом, чтобы обмануть покупателей, заставив их думать, что весь слиток состоит из золота. Не работает: свинец — плотное вещество, но его плотность не так велика, как у золота, 19,3 г/см 3 . Какова плотность свинца, если свинцовый кубик имеет длину ребра 2,00 см и массу 90,7 г?

Раствор

Плотность вещества можно рассчитать, разделив его массу на объем.3}\]

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

  1. Чему равен с точностью до трех знаков после запятой объем куба (см 3 ) с длиной ребра 0,843 см?
  2. Если куб в части (а) сделан из меди и имеет массу 5,34 г, какова плотность меди с точностью до двух знаков после запятой?
Ответить на

0,599 см 3 ;

Ответ б

8,91 г/см 3

Пример \(\PageIndex{2}\): использование вытеснения воды для определения плотности

Эта симуляция PhET иллюстрирует другой способ определения плотности, используя вытеснение воды. Определите плотность красных и желтых блоков.

Раствор

Когда вы открываете симуляцию плотности и выбираете ту же массу, вы можете выбрать один из нескольких цветных блоков по 5,00 кг, которые вы можете бросить в резервуар, содержащий 100,00 л воды. Желтый блок всплывает (он менее плотный, чем вода), и уровень воды поднимается до 105,00 л. Во время плавания желтый блок вытесняет 5,00 л воды, количество, равное весу блока. Красный блок тонет (он более плотный, чем вода, у которой плотность = 1.00 кг/л), а уровень воды поднимается до 101,25 л.

Таким образом, красный блок вытесняет 1,25 л воды, что равно объему блока. Плотность красного блока:

\[\mathrm{плотность=\dfrac{масса}{объем}=\dfrac{5,00\: кг}{1,25\: L}=4,00\: кг/л}\]

Обратите внимание: поскольку желтый блок не полностью погружен в воду, по этой информации нельзя определить его плотность. Но если удерживать желтый блок на дне бака, уровень воды поднимется до 110. 00 л, значит, теперь он вытесняет 10,00 л воды, а его плотность можно найти:

\[\mathrm{плотность=\dfrac{масса}{объем}=\dfrac{5,00\: кг}{10,00\: L}=0,500\: кг/л}\]

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

Удалите все блоки из воды и добавьте зеленый блок в резервуар с водой, поместив его примерно посередине резервуара. Определите плотность зеленого блока.

Ответить

2,00 кг/л

Толщина

Ширина объекта также иногда определяется как толщина (T).Обычно это происходит, когда ширина объекта значительно меньше других размеров. Для измерения толщины требуется инструмент с высокой точностью, такой как штангенциркуль. Однако, если вы знаете площадь, массу и плотность вещества, вы можете рассчитать толщину.

Используйте эту формулу для расчета толщины: \(\mathrm{толщина=\dfrac{объем}{площадь}}\)

Чтобы найти объем, вы должны изменить формулу плотности. \(\mathrm{объем=\dfrac{масса}{плотность}}\)

Пример \(\PageIndex{2}\): Расчет толщины

Кусок алюминиевой фольги имеет массу 0. 018 г и составляет 5,0 см с каждой стороны. Учитывая плотность алюминия 2,7 г/см3, какова толщина алюминия в см?

Раствор

                              \(\mathrm{толщина=\dfrac{объем}{площадь}}\)

Сначала найдите объем фольги.

       \[\mathrm{объем=\dfrac{масса}{плотность}=\dfrac{0,018\: г}{2,7\: г/куб.см}=0,00667\: куб.см}\]

Затем найдите площадь фольги.

        \[\mathrm{площадь =5,0\: см\умножить на 5.2}=0,00027\: см}\]

Резюме

 Ученые используют производные единицы измерения, такие как литры (для объема) и г/см 3 (для плотности). Толщина — это способ выразить ширину объекта, когда этот размер мал.

Ключевые уравнения

  • \(\mathrm{плотность=\dfrac{масса}{объем}}\)
  • \(\mathrm{толщина=\dfrac{объем}{площадь}}\)

Глоссарий

 
плотность
отношение массы к объему вещества или предмета
литр (л)
(также кубический дециметр) единица объема; 1 л = 1000 см 3
миллилитр (мл)
1/1000 литра; равен 1 см 3
секунд(ы)
Единица времени в системе СИ
Единицы СИ (Международная система единиц)
стандарты, закрепленные международным соглашением в Международной системе единиц ( Le Système International d’Unités )
толщина
другой способ выражения ширины объекта, который можно рассчитать, разделив объем объекта на площадь
объем
количество места, занимаемого объектом

Экспрессия
Концентрации растворов

Полное описание раствора указывает, что представляет собой растворенное вещество и сколько растворенного вещества растворено в данном количестве растворителя или раствора. Количественная связь между растворенным веществом и растворителем — это концентрация
решения. Эта концентрация может быть выражена с использованием нескольких различных методов, как обсуждается далее.

A. Концентрация по массе
Концентрация раствора может быть выражена как масса растворенного вещества в данном количестве раствора, как в следующих утверждениях: Северная часть Тихого океана содержит 35,9 г соли на каждые 1000 г морской воды. Северная часть Атлантического океана имеет более высокую концентрацию соли, 37.9 г соли/1000 г морской воды.

B. Концентрация в процентах
Концентрацию раствора часто выражают как
процентная концентрация по массе или процент по объему растворенного вещества в растворе. Процент по массе рассчитывается из массы растворенного вещества в данной массе раствора. Водный раствор хлорида натрия с массовой долей 5% содержит 5 г хлорида натрия и 95 г воды на каждые 100 г раствора.

Проценты по массе = масса растворенного вещества


масса раствора
х 100%

Пример:

Сколько граммов глюкозы и воды содержится в 500 г продукта 5. 3% масс. раствор глюкозы

Решение

Мы знаем, что 5,3% раствора составляет глюкоза:

Остаток 500 г воды:

Если и растворенное вещество, и растворитель являются жидкостями, концентрация может быть выражена
в процентах по объему. И этиловый спирт, и вода являются жидкостями; концентрация
водно-спиртовых растворов часто указывают в процентах по объему.Например,
95% раствор этилового спирта содержит 95 мл этилового спирта в каждых 100 мл
решение.

Проценты по объему = объем растворенного вещества


объем раствора
х 100%

Пример:

Медицинский спирт представляет собой водный раствор, содержащий 70 % изопропилового спирта.
по объему. Как приготовить 250 мл медицинского спирта из чистого изопропилового спирта?
алкоголь?

Решение

Мы знаем, что 70% объема составляет изопропиловый спирт:

Для приготовления раствора к 175 мл изопропилового спирта добавляют достаточное количество воды.
для приготовления раствора 250 мл.:

 

Поскольку плотность жидкостей незначительно меняется при изменении температуры,
концентрация, указанная в процентах по массе, является точной в более широком диапазоне температур.
чем концентрация, указанная в процентах по объему.Иногда комбинация
Масса и объем используются для выражения концентрации — масса растворенного вещества
растворяется в каждых 100 мл раствора. Используя этот метод, 5% (масса/объем) раствор
хлорида натрия содержит 5 г хлорида натрия в каждых 100 мл раствора.

C. Концентрация в частях на миллион (ppm)
и частей на миллиард (ppb)

термины (ppm) и части на миллиард (ppb) встречаются все чаще и чаще
когда мы узнаем о влиянии веществ, присутствующих в следовых количествах в
воды и воздуха, и поскольку мы разрабатываем инструменты, достаточно чувствительные для обнаружения веществ
присутствуют в таких низких концентрациях. При обсуждении массы части на миллион означают
концентрация в граммах на 10 6 граммов или микрограммах на грамм. В
при обсуждении объема части на миллион могут означать миллилитры на кубический метр или
смешанное обозначение миллиграммов на кубический метр. Для частей на миллиард,
общая тенденция заключается в использовании микрограммов на литр при обсуждении
загрязнители воды, микрограммы на кубический метр для воздуха и микрограммы на килограмм
для почвенных концентраций.

D. Концентрация в молях

Концентрация раствора может быть указана как молярность

(M), которое представляет собой количество молей растворенного вещества на литр раствора или количество миллимолей

(ммоль) (1 миллимоль = 10 -3 моль) на миллилитр раствора.

Молярность (M) = моль растворенного вещества


объем (литр) раствора
= миллимоля растворенного вещества


миллилитров раствора

6 М (скажем, «шестимолярный») раствор соляной кислоты содержит 6 молей соляной кислоты в 1 л раствора.

Молярность раствора дает отношение молей растворенного вещества к объему раствора. Его можно использовать в качестве коэффициента преобразования между этими двумя единицами в расчетах, связанных с решениями. В качестве коэффициента пересчета его можно использовать двумя способами:

  1. Моли/объем (л) указывает количество молей в одном литре раствора. Этот коэффициент преобразования используется при расчете количества молей растворенного вещества в данном объеме раствора.
  2. Объем (л)/моль указывает, что один литр содержит определенное количество молей раствора.Этот коэффициент преобразования используется для расчета объема раствора, содержащего заданное количество растворенного вещества.

Пример:

Сколько молей соляной кислоты содержится в 200 мл 0,15 М HCl?

Решение

Разыскивается:

? моль HCl

Дано

200 мл 0,15 М HCl

Коэффициенты пересчета

Уравнение

Ответ

0. 30 моль HCl

Обратите внимание, что каждый раз, когда указывается объем раствора, концентрация
дается решение. Эта форма может показаться запутанной, но без этого
при маркировке легко забыть, о каком решении идет речь.

Пример:

Какая масса гидроксида натрия (NaOH) потребуется для приготовления 100 мл 0,125 М гидроксида натрия?

Решение

Разыскивается:

? г NaOH

Дано

100 мл 0.125 М NaOH

Коэффициенты пересчета

1 л 0,125 М NaOH содержит 0,125 моль NaOH, то есть

Уравнение

Ответ

0,500 г NaOH

Пример:

Какой объем 3,25 М серной кислоты потребуется для приготовления 0. 500 л из 0,130 M H 2 SO 4 ?

Решение

Мы должны приготовить 0,500 л 0,130 М h3SO4, добавив некоторое количество воды
до количества 3,25 М h3SO4. Моль серной кислоты в конечном
(более разбавленный) раствор будет таким же, как моли серной кислоты
в части более концентрированного раствора. Мы можем рассчитать
моль серной кислоты в конечном разбавленном растворе:

Этот ответ дает необходимое количество молей кислоты.Мы можем рассчитать объем
3,25 M H 2 SO 4 , который будет содержать 0,065 моль H 2 SO 4 .

Этот ответ дает объем концентрированной кислоты, содержащий моли
кислоты, необходимой для разбавленного раствора. Этот объем 3,25 М H 2 SO 4
следует растворить в 480 мл (500 мл — 20 мл) воды, чтобы приготовить 0,500 л
0,130 М H 2 SO 4 . Эта проблема изображена на схеме
фигура.

Пример:

В каком объеме 6,39 М хлорида натрия содержится 51,2 ммоль хлорида натрия?

Решение

Разыскивается
? мл 6,39 М NaCl

Дано
51,2 ммоль NaCl

Коэффициенты пересчета
1 л из 6.39 М NaCl содержит 6,39 моль NaCl

1 мл 6,39 М NaCl содержит 6,39 ммоль NaCl

Уравнение

Ответ

8,01 мл 6,39 М NaCl

Пример:

Как приготовить 75,0 мл 0,96 М серной кислоты из 18 М кислоты?

Решение

Мы должны приготовить 75,0 мл 0,96 М серной кислоты путем разбавления 18 М серной кислоты.
кислоты с водой.Мы можем рассчитать миллимоли серной кислоты в
окончательное решение:

Мы можем рассчитать объем 18 М? ммоль H 2 SO 4
который будет содержать 72 ммоль H 2 SO 4 :

Раствор готовят добавлением 4,0 мл 18 M H 2 SO 4 примерно до
50 мл воды, а затем разбавьте этот раствор ровно до 75,0 мл.

Таблица 11.3 перечислены несколько наиболее часто используемых способов выражения концентраций.

ТАБЛИЦА 11.3 Общепринятые единицы концентрации

  Раствор   Растворитель   Решение   Комментарии

Массовые проценты ? г + ? г 100 г

 

 

точный, не зависящий от температуры
Проценты по объему ? мл + ? мл 100 мл

 

 

используется, когда растворенное вещество находится в жидком состоянии; концентрация незначительно меняется в зависимости от температуры
Процент, вес/объем ? г + 100 мл
  используется, когда растворенное вещество находится в жидком состоянии; концентрация незначительно меняется в зависимости от температуры
Молярность (M) моля
  1 литр } используется в химических расчетах
Миллимоль/литр 10 -3 моль
  1 литр
Миллимоль/миллилитр 10 -3 моль

 

10 -3 литр
Частей на миллион (ppm) мг
  кг } используется в экологических исследованиях
Частей на миллиард (ppb) мкг
  кг

Электролиз щелочной воды — обзор

9.

2.2 Щелочной электролизер

Электролиз щелочной воды имеет долгую историю в химической промышленности. Его применение для преобразования энергии в водородной энергетической системе привлекает внимание, и были разработаны усовершенствованные электролизеры. Направление развития заключается в повышении эффективности за счет применения работы при высокой температуре и высоком давлении. Хотя до сих пор сообщалось о некоторых успешных результатах, возможность использования этой системы на самом деле зависит от развития ее конкурентов, электролиза воды ТФЭ или высокотемпературного парового электролиза (ВТЭ).

Принцип электролиза щелочной воды довольно прост. Кислород и водород отделяются от воды, когда к воде прикладывается постоянный ток, как показано в уравнениях.

Катод:2h3O+2e-→h3+2OH-

Анод:2OH-→12O2+h3O+2e-

Суммарно:2h3O→O2+2h3

В результате этой реакции на катоде диссоциируют две молекулы воды, и на катоде образуется водород . На аноде возникает кислород и одновременно образуется молекула воды (рис. 9.4). В результате, когда молекула воды диссоциирует, другая молекула воды перемещается к аноду.Щелочные электролизеры содержат едкий водный раствор и 25–30 % гидроксида калия (КОН). В качестве катализатора используются гидроксид натрия (NaOH) и хлорид натрия (NaCl). Жидкий электролит позволяет транспортировать ионы между электродами и не расходуется в химической реакции, а периодически пополняется в зависимости от потерь в системе. Устройства AEL являются наиболее часто используемыми генераторами водорода в промышленности. Производство водорода становится чистым с 99%. После определенных процессов очистки можно достичь высокой степени чистоты, необходимой для водородных топливных элементов.КПД производства водорода составляет около 80%. Гидроксид калия используют в количестве 25–30 % в качестве электролита для электролиза. Они становятся более эффективными при работе при низких плотностях тока (0,3 А/см 2 ). В промышленных щелочных электролизёрах диапазон плотности тока составляет 100–400 мА/см 2 . Недостатками являются также высокое коррозионное действие жидкого электролита, применяемого при высоких температурах. По этой причине они имеют очень короткий срок службы.

Рис.9.4. Щелочной электролизер.

Как упоминалось выше, электролит должен отделять образующиеся газы от каждого электрода, но с жидким электролитом в виде КОН необходимо использовать сепаратор или диафрагму. Он должен удовлетворять тем же требованиям, что и твердый электролит. Наиболее распространенная диафрагма в ячейках щелочного электролиза (AEC) исторически изготавливалась из пористого белого асбеста (Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 ), но использование белого асбеста имеет несколько недостатков. диафрагмы, очевидной является его токсичность, приводящая к асбестозу и раку легких.В базовом растворе скорость коррозии белого асбеста зависит от температуры — более высокие температуры приводят к более быстрой коррозии — это означает, что повышение эффективности электролизера за счет повышения температуры является проблемой при использовании такого типа диафрагмы [26].

Из-за этих проблем были испытаны другие материалы для использования в качестве диафрагм, например, композит из волокон титаната калия (K 2 TiO 3 ) и политетрафторэтилена (ПТФЭ), полифениленсульфид, ПТФЭ (в виде войлока и тканого ), полисульфона и асбеста, покрытого полисульфоном [26].За последнее десятилетие или около того было проведено значительное количество исследований по разработке гидроксидных проводящих полимеров, подходящих для щелочного электролиза воды [27]. Недавно Ли и соавт. сообщили об очень многообещающих результатах с полимерной мембраной на углеводородной основе в AEC с нулевым зазором (т.е. с нулевым расстоянием между электродами и электролитом) с подачей 4-M NaOH на оба электрода. Они достигли 1 A см − 2 при 2,12 В без снижения производительности, наблюдаемого во время 10-дневного испытания на долговечность. Для электродов наиболее распространенными материалами являются стальные пластины с некоторой обработкой Ni.Это может быть, например, никелирование, так как никель устойчив к коррозии в щелочных средах и потому что это довольно дешевый металл. Различные металлы, такие как кобальт, железо и ванадий, используются в качестве добавок к электродам. В анод добавляется кобальт, а на катоде используются железо и ванадий. Было обнаружено, что железо и ванадий могут реактивировать катод. Реактивации катода способствуют ионы железа или ванадия в растворе, а не металл, включенный в сплав. Дезактивацию катода связывают с образованием гидрида никеля, который могут реверсировать железо и ванадий [25, 27–32].

Обратимый потенциал, E r (равновесный потенциал, а именно теоретическое напряжение электролиза) определяется следующим уравнением:

Er=E0−RT2FlnPP0

потенциал, R — газовая постоянная, T — абсолютная температура, P 0 и P — давление паров чистой воды и электролита соответственно. E 0 0 G г O /2 G , δ G O O O — это приращение свободной энергии Гиббса и F является постоянной Фарадея (96519.4 кулон), что составляет 1,226 В при 298 К и 1 атм. Это немного выше, чем напряжение разложения чистой воды при тех же условиях. Электричество, необходимое для производства 1 Нм 3 водорода, согласно закону Фарадея, составляет 2393 А·ч. Поскольку эта реакция протекает почти количественно, минимальная необходимая энергия равна 2.94 кВтч на 1 м 3 водорода. Поскольку E r является теоретическим равновесным потенциалом, фактическое напряжение ячейки, необходимое для продолжения реакции, выше с добавлением омических потерь электролита и диафрагмы и перенапряжения (перенапряжения) из-за электродной реакции. Предполагая, что через каждую ячейку электролизера протекает одинаковый ток, скорость производства водорода можно выразить как

fh3=ηfNcellIcellzF22,4110003600

, где f ч3 – скорость производства водорода в Нм 3 2 /ч, ячейка — номер ячейки электролизера, а I ячейка — ток ячейки в амперах.На рис. 9.5 показаны измеренные реверсивные и термонейтральные характеристики напряжения и тока ячеек электролиза щелочной воды при давлении 20 бар. Напряжение уменьшается по мере увеличения температуры с токовыми характеристиками AEL. Напряжение элемента при любом токе и, следовательно, потребляемая мощность элемента ниже при 65°C, чем при 25°C, скорость производства водорода для коммерческих систем равна 0.25–760 Нм 3 /ч, а рабочая температура обычно составляет от 5°C до 100°C в зависимости от модели электролизера и раствора КОН в воде. В некоторых специальных системах рабочая температура может достигать 400°C. Рабочее давление варьируется от атмосферного до 448 бар. Тем не менее, максимальное рабочее давление обычно составляет от 25 до 30 бар [33].

Рис. 9.5. Вольт-амперные характеристики щелочного элемента.

Цены на производство водорода для низкотемпературного AEL были оценены в 1.6 − 5 €/кг H 2 (при применении методологии экономического анализа h3A, разработанной Министерством энергетики США – Водородная программа, цена продукции оценивалась в 4,5 €/кг, исходя из долларов 2000 г. и обменных курсов ), исходя из низкой цены на электроэнергию 1,4–3,7 €¢/кВтч [34, 35].

12.1 Скорость потока и ее связь со скоростью – College Physics: OpenStax

Резюме

  • Рассчитать расход.
  • Определить единицы объема.
  • Опишите несжимаемые жидкости.
  • Объясните следствия уравнения неразрывности.

Скорость потока [латекс]\boldsymbol{Q}[/латекс] определяется как объем жидкости, проходящей через некоторое место через область в течение периода времени, как показано на рисунке 1. В символах это может быть пишется как

[латекс]\boldsymbol{Q\:=}[/латекс][латекс]\boldsymbol{\frac{V}{t}},[/латекс]

, где[latex]\boldsymbol{V}[/latex] — это объем, а [latex]\boldsymbol{t}[/latex] — прошедшее время.3}[/латекс]). В этом тексте мы будем использовать любые метрические единицы, наиболее удобные для данной ситуации.

Рисунок 1. Расход – это объем жидкости в единицу времени, протекающий через точку через площадь A . Здесь заштрихованный цилиндр жидкости течет мимо точки P в однородной трубе за время t . Объем цилиндра равен Ad , а средняя скорость равна v̄=d/t , так что расход равен Q=Ad/t=Av̄ .

Пример 1. Расчет объема по скорости кровотока: сердце перекачивает много крови за всю жизнь

Сколько кубометров крови перекачивает сердце за 75 лет жизни, если предположить, что средняя скорость кровотока составляет 5,00 л/мин?

Стратегия

Время и скорость потока[латекс]\boldsymbol{Q}[/latex] даны, поэтому объем[латекс]\boldsymbol{V}[/латекс]можно рассчитать из определения скорости потока.

Раствор

Решение[latex]\boldsymbol{Q=V/t}[/latex]для объема дает

[латекс]\boldsymbol{V=Qt.3.} \end{массив}[/латекс]

Обсуждение

Это количество составляет около 200 000 тонн крови. Для сравнения, это значение примерно в 200 раз превышает объем воды, содержащейся в 50-метровом плавательном бассейне с 6 дорожками.

Расход и скорость являются связанными, но совершенно разными физическими величинами. Чтобы прояснить различие, подумайте о скорости течения реки. Чем больше скорость воды, тем больше расход реки. Но скорость течения также зависит от размера реки.Быстрый горный поток несет гораздо меньше воды, чем, например, река Амазонка в Бразилии. Точное соотношение между скоростью потока[латекс]\жирныйсимвол{Q}[/латекс]и скоростью[латекс]\жирныйсимвол{\бар{в}}[/латекс] составляет

.

[латекс]\boldsymbol{Q=A\bar{v}},[/латекс]

, где[латекс]\жирныйсимвол{А}[/латекс]– площадь поперечного сечения, а[латекс]\жирныйсимвол{\бар{в}}[/латекс]– средняя скорость. Это уравнение кажется достаточно логичным. Соотношение говорит нам, что скорость потока прямо пропорциональна как величине средней скорости (далее называемой скоростью), так и размеру реки, трубы или другого водовода.Чем больше трубопровод, тем больше его площадь поперечного сечения. Рисунок 1 иллюстрирует, как получается это соотношение. Заштрихованный цилиндр имеет объем

[латекс]\boldsymbol{V=Ad},[/латекс]

, который проходит мимо точки[latex]\textbf{P}[/latex]за время[latex]\boldsymbol{t}.[/latex]Разделив обе стороны этого отношения на[latex]\boldsymbol{t}[ /латекс] дает

[латекс]\boldsymbol{\frac{V}{t}}[/latex][латекс]\boldsymbol{=}[/latex][латекс]\boldsymbol{\frac{Ad}{t}}.[/ латекс]

Заметим, что [латекс]\boldsymbol{Q=V/t}[/latex]и средняя скорость равна[латекс]\boldsymbol{v\bar{v}=d/t}.[/latex] Таким образом, уравнение принимает вид[latex]\boldsymbol{Q=A\bar{v}}.[/latex]

На рис. 2 показано течение несжимаемой жидкости по трубе с уменьшающимся радиусом. Поскольку жидкость несжимаема, через любую точку трубки за заданное время должно пройти одинаковое количество жидкости, чтобы обеспечить непрерывность потока. В этом случае, поскольку площадь поперечного сечения трубы уменьшается, скорость обязательно должна увеличиваться. Эту логику можно расширить, чтобы сказать, что скорость потока должна быть одинаковой во всех точках трубы.В частности, по пунктам 1 и 2

[латекс]\begin{array}{c} \boldsymbol{Q_1=Q_2} \\ \boldsymbol{A_1\bar{v}_1=A_2\bar{v}_2.} \end{array}[/latex] [латекс]\rbrace[/латекс]

Это называется уравнением неразрывности и справедливо для любой несжимаемой жидкости. Следствия уравнения неразрывности можно наблюдать, когда вода течет из шланга в узкую форсунку: она выходит с большой скоростью — в этом назначение форсунки. И наоборот, когда река впадает в один конец водохранилища, вода значительно замедляется и, возможно, снова набирает скорость, когда выходит из другого конца водоема.Другими словами, скорость увеличивается, когда площадь поперечного сечения уменьшается, и скорость уменьшается, когда площадь поперечного сечения увеличивается.

Рис. 2. Когда трубка сужается, тот же объем занимает большую длину. Чтобы один и тот же объем прошел точки 1 и 2 за заданное время, скорость должна быть больше в точке 2. Процесс точно обратим. Если жидкость течет в противоположном направлении, ее скорость будет уменьшаться при расширении трубы. (Обратите внимание, что относительные объемы двух цилиндров и соответствующие стрелки вектора скорости нарисованы не в масштабе.)

Поскольку жидкости практически несжимаемы, уравнение неразрывности справедливо для всех жидкостей. Однако газы сжимаемы, поэтому уравнение следует применять с осторожностью к газам, если они подвергаются сжатию или расширению.

Пример 2. Расчет скорости жидкости: скорость увеличивается при сужении трубы

Насадка радиусом 0,250 см крепится к садовому шлангу радиусом 0,900 см. Скорость потока через шланг и сопло составляет 0,500 л/с. Рассчитайте скорость воды (а) в шланге и (б) в насадке.2}}[/латекс][латекс]\boldsymbol{=\:1.96\textbf{ м/с}}.[/латекс]

Решение для (b)

Мы могли бы повторить этот расчет, чтобы найти скорость в сопле[латекс]\жирныйсимвол{\бар{в}_2},[/латекс], но мы будем использовать уравнение непрерывности, чтобы получить несколько иное понимание.2}}[/латекс][латекс]\boldsymbol{\bar{v}_1}.2}}[/latex][латекс]\boldsymbol{1,96\textbf{ м/с}=25,5\textbf{ м/с}}.[/latex]

Обсуждение

Скорость 1,96 м/с подходит для воды, вытекающей из шланга без насадки. Форсунка создает значительно более быстрый поток, просто сужая поток в более узкую трубку.

Решение последней части примера показывает, что скорость обратно пропорциональна квадрату радиуса трубы, что приводит к большим эффектам при изменении радиуса.Мы можем задуть свечу на довольно большом расстоянии, например, сжав губы, тогда как задувание свечи с широко открытым ртом совершенно неэффективно.

Во многих ситуациях, в том числе в сердечно-сосудистой системе, происходит разветвление потока. Кровь перекачивается из сердца в артерии, которые подразделяются на более мелкие артерии (артериолы), которые разветвляются на очень тонкие сосуды, называемые капиллярами. В этой ситуации непрерывность потока сохраняется, но сохраняется сумма расходов в каждой из ветвей на любом участке вдоль трубы.Уравнение неразрывности в более общем виде принимает вид

[латекс]\boldsymbol{n_1A_1\бар{v}_1=n_2A_2\бар{v}_2},[/латекс]

где[latex]\boldsymbol{n_1}[/latex]и[latex]\boldsymbol{n_2}[/latex]количество ответвлений на каждом из участков вдоль трубы.

Пример 3: расчет скорости потока и диаметра сосуда: разветвление в сердечно-сосудистой системе

Аорта является основным кровеносным сосудом, по которому кровь покидает сердце, чтобы циркулировать по всему телу.а) Рассчитайте среднюю скорость движения крови в аорте при скорости потока 5,0 л/мин. Аорта имеет радиус 10 мм. (б) Кровь также течет через более мелкие кровеносные сосуды, известные как капилляры. При скорости кровотока в аорте 5,0 л/мин скорость крови в капиллярах составляет около 0,33 мм/с. Учитывая, что средний диаметр капилляра составляет[latex]\boldsymbol{8.0\:\mu},[/latex]рассчитайте количество капилляров в системе кровообращения.

Стратегия

Мы можем использовать[latex]\boldsymbol{Q=A\bar{v}}[/latex] для расчета скорости потока в аорте, а затем использовать общую форму уравнения непрерывности для расчета количества капилляров как все остальные переменные известны.6}[/latex] на 1 кг. мышц.9}[/латекс]капилляры.

Концептуальные вопросы

1: В чем разница между расходом и скоростью жидкости? Как они связаны?

2: Многие цифры в тексте показывают линии тока. Объясните, почему скорость жидкости наибольшая там, где линии тока расположены ближе всего друг к другу. (Подсказка: рассмотрите взаимосвязь между скоростью жидкости и площадью поперечного сечения, через которое она течет.)

3: Определите несжимаемые и несжимаемые вещества.3\textbf{/s}}?[/латекс]

3: Кровь перекачивается из сердца со скоростью 5,0 л/мин в аорту (радиусом 1,0 см). Определить скорость движения крови по аорте.

4: Кровь течет по артерии радиусом 2 мм со скоростью 40 см/с. Определить скорость кровотока и объем, проходящий через артерию за 30 с.

5: Водопад Хука на реке Вайкато — одна из самых посещаемых природных достопримечательностей Новой Зеландии (см. рис. 3).Средний расход реки составляет около 300 000 л/с. В ущелье река сужается до 20 м в ширину и достигает в среднем 20 м глубины. а) Какова средняя скорость течения реки в ущелье? б) Какова средняя скорость воды в реке ниже по течению от водопада, когда она расширяется до 60 м, а ее глубина увеличивается в среднем до 40 м?

Рис. 3. Водопад Хука в Таупо, Новая Зеландия, демонстрирует скорость потока. (кредит: РавиГогна, Flickr)

6: Крупная артерия с площадью поперечного сечения[латекс]\boldsymbol{1.9}[/latex]капиллярные сосуды. Каждый сосуд имеет диаметр примерно[latex]\boldsymbol{8\:\mu\textbf{m}}.[/latex]Предполагая, что сердечный выброс составляет 5 л/мин, определите среднюю скорость кровотока через каждый капиллярный сосуд.

9: (a) Оцените время, необходимое для заполнения частного бассейна вместимостью 80 000 л из садового шланга с расходом воды 60 л/мин. (b) Сколько времени потребуется, чтобы наполниться, если вы сможете отвести реку среднего размера, впадающую в [latex]\boldsymbol{5000\textbf{ m}^3\textbf{/s}},[/latex]в нее?

10: Скорость кровотока через [латекс]\boldsymbol{2.3\textbf{/s}}?[/latex](Полученное большое число является завышенным, но все же разумным.)

11: (a) Какова скорость жидкости в пожарном шланге диаметром 9,00 см, по которому течет 80,0 л воды в секунду? б) Какова скорость потока в кубических метрах в секунду? (c) Были бы ваши ответы другими, если бы соленая вода заменила пресную воду в пожарном шланге?

12: Диаметр главного воздухозаборника приточно-вытяжной газовой калорифера 0,300 м. Какова средняя скорость воздуха в воздуховоде, если каждые 15 мин по нему проходит объем, равный внутреннему объему дома? Внутренний объем дома эквивалентен прямоугольному телу 13.0 м в ширину, 20,0 м в длину и 2,75 м в высоту.

13: Вода движется со скоростью 2,00 м/с по шлангу с внутренним диаметром 1,60 см. а) Какова скорость потока в литрах в секунду? (b) Скорость жидкости в насадке этого шланга составляет 15,0 м/с. Какой внутренний диаметр сопла?

14: Докажите, что скорость движения несжимаемой жидкости через сужение, например, в трубе Вентури, увеличивается в кратном размере, равном квадрату множителя, в котором уменьшается диаметр.3\textbf{/s}}.[/latex](a) Какова средняя скорость потока при этих условиях? б) Что неразумного в этой скорости? (c) Что является неразумным или непоследовательным в предпосылках?

Глоссарий

расход
, сокращенно Q , это объем V , протекающий через определенную точку за время t , или Q = V/t
литр
единица объема, равная 10 −3 м 3

Решения

Задачи и упражнения

1:

[латекс]\boldsymbol{2.3\textbf{/s}}[/латекс]

(б) 0,890 см

 

.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован.