0
Корзина пуста


.

Статьи

Подписаться на RSS

История бетона

ЖБИ и монолитный железобетон, на сегодняшний день, применяются практически повсюду. Почти ни одно строящееся сооружение не обходится без применения элементов ЖБИ, сборного железобетона, или товарного бетона. Можно смело сказать, что в 99% случаев, при возведении фундаментов зданий используются либо готовые ЖБИ фундаментные блоки и железобетонные сваи, либо применяется технология монолитного бетонирования. Ленточные и свайно-ростверковые фундаментны, буронабивные и буроинъекционные сваи и т.д.

В создании несущих конструкций повсеместно используются монолитные и готовые ЖБИ плиты перекрытия. Сегодняшняя длина готовых перекрытий доросла уже до 12 метров. Уверенно растёт спрос на оконные и дверные перемычки, лестничные марши, колодезные кольца, железобетонные трубы, коллектора, плиты дорожные и многие многие изделия из железобетона. Вывод здесь один: без бетона и ЖБИ нынче никуда. А чтобы мы могли сегодня строить дома, мосты, дороги, эстакады, плотины и т.д. из бетона и ЖБИ, наши предки несколько тысяч лет мучительно шли дорогой проб и ошибок. Впрочем, давайте по порядку.

Изобретение цемента

Начнём с сырьевой базы будущих ЖБИ. Как говорится, - в начале было слово. Ну а по нашему, по железобетонному, - в начале был цемент. А вернее - его не было :-))) До изобретения современного цемента, люди многие века пользовались различными вяжущими, как правило состоящими из глины, гипса, извести. В основном, они благополучно применялись при кладочных и штукатурных работах. Современные строители по сей день для этих целей используют либо известковый, либо цементный раствор. Альтернативы цементным и известковым растворам, сопоставимой по цене качеству пока не нашлось. Гипсовые сухие смеси более дороги, менее влагостойки, и из-за этого их применение во внешней отделке ограничено.

По современным научным данным, найденные археологами первые образцы бетона были изготовлены чуть ли не 7500 лет до нашей эры. Однако, речь скорее идёт не о каких-то значимых сооружениях, а об отдельных бетонных элементах сохранившихся до наших дней. Более успешными в монолитном бетонировании оказались римляне. Около тысячи лет назад ими были возведены бетонные конструкции, сохранившиеся до сегодняшнего времени именно в виде конкретных сооружений, как например на этой фотографии, а не "осколепков и черепков" найденных в кучке пыли и песка. А вот на этой картинке Вы можете увидеть, как выглядит тот самый Римский бетон. Обратите внимание на его структуру. Казалось бы, что с того времени прошла целая эпоха, достаточная для того, чтобы производство цемента и ЖБИ вышло на совершенно иной качественный уровень. Но, кривая ухмылка судьбы распорядилась по-своему. Технология Римского бетона и пуццоланового вяжущего на котором он затворялся были утеряны! Несколько сотен лет человечество, да и научно-технический прогресс в целом, не могли постичь хитроумные рецепты пращуров.

Так или иначе, но в самом конце 18 века, а конкретно в 1796 году англичанин Джеймс Паркер путём обжига глины с известью получает цемент. Тогда он получил название "романцемент". Главное его отличие от современного портландцемента в том, что обжиг сырья производился при темепартуре примерно 800-900 градусов. Современный портландцемент получают из клинкера прошедшего термообработку температурой его спекания. А именно - 1400-1500 градусов Цельсия. Свойства романцемента не удовлетворили потребностей строителей и поиск продолжился. Правильное направление было выбрано, дело оставалось за малым.

Следующие годы принесли новые рецепты и методику изготовления цемента. Как это часто случается у изобретателей, в разных уголках мира почти одновременно делаются совершенно похожие открытия. Именно так получилось и с цементом. В 1824 году англичанин Джозеф Аспдин и в 1825 наш соотечественник Егор Челиев заявляют об изобретении нового вяжущего - цемента. В последствии он был назван как портландцемент. Причём, опыты и разработки Аспдина и Челиева велись автономно, и независимо друг от друга.

Любопытный факт: в 1825 году Челиев уже обобщил технологию производства и применения цемента, выпустив свою книгу "Полное наставление, как приготовлять дешевый и лучший мертель, или цемент, весьма прочный для подводных строений, как то: каналов, мостов, бассейнов и плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений". А сам цемент, созданный Челиевым, уже с 1813 года активно использовался в строительстве различных сооружений и при реконструкции и восстановлении Москвы, разрушенной пожаром. Одним из главных объектов, где использовался цемент Челиева, был Московский Кремль. Но, как говорится: "Кто первый встал, того и тапки..." Эти "тапки" изобретателя достались Аспдину.

Полученный тогда портландцемент, его рецептура и основные стадии производства применятся по сей день (с доработками и улучшениями, естественно). Современный цемент в мешках, купленный Вами по дороге на дачу очень близок по свойствам тому самому портландцементу, полученному Аспдином и Челиевым почти 200 лет назад. Конечно, современное оборудование позволяет более точно нормировать состав; улучшена тонкость помола; используются различные добавки и т.д., но суть и основа - те же.

Бетон - предвестник появления ЖБИ

Изобретение цемента и дальнейшее его смешивание со щебнем (гравием), песком и водой, позволило получить инновационный строительный материал, именуемый – бетон. В современном понимании к бетонам относятся все виды смесей на цементном вяжущем с добавлением мелких и крупных заполнителей. При монолитных работах используются товарные бетоны, а в производстве ЖБИ - конструкционные. При желании, почитайте нашу информационную статью про состав бетона и его основные свойства. Без сомнения, изобретение цемента и бетона - прорыв в строительной индустрии XIX века.

Это был уже не Римский бетон. Это был совершенно новый материал, с гораздо лучшими свойствами и характеристиками. Полученный из цемента, бетон не боялся влаги, был стоек к морозу, огню и т.д. Современный товарный бетон, поставляемый Группой BESTO, конечно далеко ушёл по свойствам и характеристикам от своего несовершенного "прапраправнука", но основаная суть и метода были изобретены уже тогда и в малоизменённом виде они используются в производстве бетона и сейчас. На сегодняшний день, производство бетона модернизируется лишь в области разработок более точного контрольно-весового оборудования. Дорабатываются бетоносмесители и изобретаются новые добавки в бетон, улучшающие его характеристики в ту или иную сторону. А в основном - без глобальных изменений. Как впрочем и в производстве ЖБИ и цемента.

Потребовалось совсем немного времени, и бетон стал широко употребляться в строительной отрасли, а всё благодаря его свойствам, таким как: долговечность, жесткость, огнестойкость, прочность на сжатие и водостойкость. Но одно отрицательное свойство, а именно - слабая устойчивость изделий из бетона к нагрузкам на растяжение, ограничивало его использование. Как правило, бетон применяли для строительства перегородок и небольших по размеру пролетов. В то время основным материалом в несущих конструкциях было железо, и, несмотря на его отличные характеристики на изгиб, сжатие и растяжение, на открытом воздухе эти конструкции подвергались коррозии. При этом, при температуре выше 500 градусов, железо теряло свои основные качества, и при пожарах несущие конструкции гнулись и разрушались. До того, чтобы соединить воедино бетон и стальную арматуру тогда ещё не додумались. Однако, рождение железобетона и ЖБИ было уже не за горами.

Появление ЖБИ - создание железобетона

Безусловно, без своевременного появления цемента и бетона никакие ЖБИ бы не "родились", и мы бы никогда не узнали ни об Уилкинсоне, ни об Куанье, ни об Монье. Вам ничего не говорят эти фамилии? Неудивительно. ЖБИ - достаточно специфичная тема. Изобретение железобетона и Джозеф Монье - это конечно не первый полёт в космос и Юрий Гагарин, чтобы о нём знали все. Но не будем принижать значимость изобретения железобетона. Мне кажется, что железобетон - одно из сотни важнейших изобретений человечества за весь период своего существования. Ну да хватит пафоса, давайте вернёмся к насущным проблемам полуторавековой давности.

Во второй половине 19 века особенно сильно возникла потребность в кардинально новом строительном материале. Пытаясь соединить железо и бетон опытным путем, строители не задумывались о новых свойствах такого соединения, хотя металлическая проволока очень хорошо укладывалась в массив бетона и образовывала с ним единую конструкцию. Сила сцепления железа с бетоном была настолько высокой, что получаемый композитный материал (ЖБИ) работал как единое целое.

Первый патент на тандемное использование металла и бетона получил английский штукатур Уильям Уилкинсон в 1854 году. Конечно, железобетонные материалы того времени были весьма далеки от современных ЖБИ изделий, но уже тогда было выбрано верное направление, и это главное. Железобетон и первые ЖБИ из него стали широко использовать при строительстве перекрытий. Кстати сказать, монолитные и сборные плиты перекрытия из железобетона по сей день активно используются в капитальном строительстве и достойной альтернативы им пока не придумали.

Во Франции параллельно с Уилкинсоном вопросами использования железобетона занимался строительный подрядчик Франсуа Куанье (Francois Coignet). Он построил из железобетона и ЖБИ сразу несколько зданий. В 1861 году он издаёт брошюру, в которой подробно описывает методы применения бетона и железобетона в строительном искусстве. Уже в 1865 году был возведён целый дом в Нью-Кастле, который практически целиком состоял из ЖБИ. Из железобетона и бетона, было выполнено всё: стены, перекрытия, лестницы и даже дымовая труба.

Волею судьбы, усилия английского и французского строителей не вызвали должного резонанса и не произвели фуррора в области производства бетона и ЖБИ . Куда боле успешным оказался опыт, француза Жозефа Монье – садовника по профессии. Вот ведь как порой капризна судьба-злодейка. Профессиональные строители не смогли донести "железобетонную мысль" до тогдашнего потребителя, и их ЖБИ достижения почти канули в лету, а обычный садовник, абсолютно далёкий от знания и понимания физических и химических процессов, не до конца осознающий - "а как и почему?", смог оставить свой след в истории как создатель первых ЖБИ и отец железобетона. Как же это произошло.

Отцы-основатели ЖБИ

Для начала вспомним официальную легенду рождения ЖБИ. Джозеф Монье изготовил из цементного раствора садовую кадку, в которой посадил апельсиновое дерево. Со временем, она потрескалась, после чего, Монье укрепил ее железными обручами, которые после нескольких поливов "липисинов", начали предательски ржаветь. Джозефу Монье "высокохудожественная" ржавчина не понравилась и тогда, поверх обручей, он обмазал кадку, еще одним слоем раствора. И о, чудо! Первое ЖБИ "от Монье" получилось красивым и прочным одновременно. Было это в 1861 году. Вам ничего не напоминает эта дата? Именно в 1861 Франсуа Куанье выпустил ту самую брошюру про использование бетона и металла в строительном искусстве, в которой собственно и прописал "рецепт" и суть изготовления ЖБИ...

Как там у Макаревича: "Но мы все часто прославляем первых, не ведая, что славим лишь вторых". Существует мнение, что Жозеф Монье, в своих первых ЖБИ опытах не действовал методом тыка, он очень хорошо был знаком с работами Куанье. Может тут и кроется разгадка "изобретения"? Как бы там не было, патент, взятый в 1867 году на переносные садовые кадки из железа и цементного раствора, принёс Жозефу Монье материальную выгоду и славу изобретателя железобетона и ЖБИ.

Монье начал производить садовые кадки, построил первый железобетонный бассейн и взял патенты на резервуары и ЖБИ трубы. В 1869 году он начал производить ЖБИ плиты перекрытия и перегородки, и, также запатентовал это изобретение. Но, по сути, это еще не был железобетон, в современном понимании этого термина, т.к. металлическая проволока (арматура) внутри ЖБИ укладывалась не так как это делают сейчас, а как подсказывала Джозефу его интуиция. Интуиция же подсказывала неправильно. Монье постоянно расширял сферы применения полученного им материала и в 1873 он получил патент на железобетонный мост, в 1878 году – запатентовал железобетонные шпалы и балки, а в 1880 году, он все свои разработки по ЖБИ объединил в единый патент, и подал заявки на патентование своих изобретений в России и Германии.

В масштабном строительстве, изобретения Монье нашли широкое применение несколько позже. Это произошло благодаря тому, что ряд инженеров провели фундаментальные исследования нового материала и усовершенствовали его. Огромное количество экспериментов и разработок ЖБИ того времени двигало прогресс в сторону выбора правильных решений и методик. Огромных результатов в модернизации и усовершенствовании ЖБИ добился немецкий инженер Гюстав Вайс (Gustav Adolf Wayss), купивший в 1886 году у Монье патентные права на использование железобетона в Германии. После ряда проведённых исследований и испытаний, Вайс перенес арматуру из середины сечения плиты в нижнюю её часть. Кстати сказать, в современных ЖБИ плитах перекрытий арматура строительная укладывается и в верхней и в нижней части плиты. Но это уже совсем другая история. Вернёмся к Монье и Вайсу.

Монье, увидев ЖБИ плиты, изготовленные таким образом (с нижним армированием) изрядно возмутился. На что Гюстав Вайс дал тактичный ответ, в котором подчеркнул, что идея соединения железа с бетоном, конечно принадлежит Монье, но правильная укладка арматуры остается за ним, как за человеком несущим ответственность за надёжность и долговечность создаваемых конструкций. Благодаря настойчивости и знаниям Вайса нижнее расположение рабочей арматуры позволило увеличить пролёт железобетонных плит перекрытий до пяти метров. Компания БЭСТО поставляет ЖБИ плиты перекрытия длиной до 12 метров! Что было бы, если бы Вайс оказался посговорчивей, а Монье понастойчивей :-))) Разработки и эксперименты Вайса открыли дорогу широчайшему применению конструкций из железобетона, ЖБИ и бетона во всех областях строительства. Можно сказать, что современный железобетон и ЖБИ очень многим обязаны Гюставу Вайсу. Впрочем, как и Уильяму Уилкинсону, Франсуа Куанье, Джозефу Монье и всем тем, кто был и конечно ещё будет после них...

Бетонирование

Бетонирование конструкций начинается с приема бетонной смеси и заканчивается, когда бетон набирает проектную прочность. Технология бетонирования – это ряд мероприятий с определенным набором действий и своими контрольными точками. Первая контрольная точка – проверка готовности опалубки.

Подготовка опалубки к заливке бетона

Организации, профессионально занимающиеся бетонными работами, пользуются многоразовыми опалубками из ламинированной фанеры, металла и т.п. Для того чтобы опалубка легко отделилась от застывшего бетона, непосредственно перед заливкой ее смазывают специальной смазкой для опалубки или эмульсией. Применять для этой цели отработанное масло запрещено по многим причинам: загрязнение окружающей среды, трудности в дальнейшей работе с бетонной поверхностью и т.д.

В частном строительстве опалубку делают из досок, и смазывать ее не имеет смысла. Такую опалубку закрывают изнутри пленкой или рубероидом. Способ крепления пленки должен исключать ее загибание во время заливки бетона. Обычно пленку пристреливают скобами через небольшие промежутки. Нельзя выгружать товарный бетон в дождь, снег, или когда внутри опалубки (котлована, траншеи) стоит вода, или тот же снег. Сначала нужно очистить место приема бетона.

Укладка бетона (заливка)

Ниже перечислены распространенные методы бетонирования. Первые два способа используются при бетонировании фундаментов, два последних – при бетонировании колонн, стен, монолитных плит перекрытий.

  • Подача бетона с лотка миксера непосредственно в опалубку – самый простой способ. Если миксеру обеспечена возможность подъезда на расстояние длины его лотка до места выгрузки, то бетонную смесь выгружают прямо в опалубку.
  • Подача бетона по желобу. Когда близкий подъезд миксера по той или иной причине невозможен, бетонную смесь можно сгружать в деревянный желоб, который легко изготовить из досок на любой стройке. Для проталкивания бетона по лотку потребуются рабочие с лопатами, из расчета 1 человек на 1 м длины лотка. Чем ниже подвижность бетона (осадка конуса), тем тяжелее его продвигать, даже в том случае, когда желоб имеет наклон в сторону разгрузки.
  • Применение автобетононасоса. Способ недешевый, но иногда ему нет альтернатив. Если планируется привлечение бетононасоса, то следует заказывать бетон, рассчитанный на прокачку через бетононасос – он содержит добавки, увеличивающие текучесть при сохранении марки.
  • Использование колокола. Колокол для бетонных работ представляет собой чашу с открывающимся сливным отверстием снизу. Колокол наполняют бетоном на земле, поднимают краном на место выгрузки и открывают сливное отверстие, после чего остается только разравнивать вытекающий бетон. Для бетонирования перекрытий над первым этажом и выше привлечение автокрана с колоколом обходится дешевле бетононасоса.

Сразу после выгрузки бетона в опалубку его нужно уплотнить. Для этой цели используют вибратор. В частном строительстве при бетонировании фундаментов, перекрытий, столбов и т.д. применяют глубинный вибратор (у которого рабочий элемент погружается непосредственно в бетон). Радиус его действия составляет около 50 см, поэтому конструкцию уплотняют, опуская вибратор с промежутками 70-100 см.


Это правило касается и глубины, т.е. вертикальные конструкции бетонируют послойно с вибрированием каждого слоя. Послойно не означает с перерывами, наоборот, любую отдельную конструкцию рекомендуется бетонировать в 1 прием с перерывами не более 6-ти часов. Когда вибратора нет, можно попытаться уплотнять бетон путем штыкования отрезком арматуры. Но в любом случае вибратор обеспечивает гораздо лучшее качество бетонирования. Побочный эффект вибрирования – саморастекание бетона по уровню горизонтали.

Выравнивание бетонного массива

О контроле уровня бетона надо позаботиться еще на этапе монтажа опалубки или вязки арматурного каркаса. Технология выравнивания зависит от вида бетонируемой конструкции. Если конструкция имеет относительно небольшую площадь (ленточный фундамент, стены, колонны), то проще всего смонтировать опалубку, выравнивая ее верх по нужному уровню. Если опалубка ставится без выравнивания, то отметку уровня можно провести внутри нее, например, натянув шнур. Нарисовать внутри опалубки линию – плохая идея, во время заливки она замажется бетоном и перестанет быть видимой.

При бетонировании плиты перекрытия или фундамента для контроля уровня используют маячки. Чаще это отрезки арматуры, выставленные в одной плоскости. При бетонировании полов, где требуется высокая точность, поверхность выравнивают по маякам из направляющих профилей, уложенных в плоскости пола.

После заливки бетона

Как только бетон залит, уплотнен и выровнен в соответствии с проектом, наступает черед позаботиться об условиях его созревания. Для этого нужно выполнить всего несколько мероприятий: не допустить высыхания и (а зимой – замораживания) бетона, особенно в первые дни, а также защитить его от атмосферных осадков на период схватывания. Для защиты от высыхания и осадков свежеуложенный бетон закрывают полиэтиленовой пленкой. При температуре выше +5 °С этого достаточно.

Технология бетонирования в зимнее время подразумевает подогрев бетона – электродный или при помощи тепловой пушки под каким-либо тентом. В первые трое суток созревание бетона происходит с выделением теплоты. Если имеется возможность устроить теплоизолированное укрытие конструкции, при котором температура бетона не падает ниже +5 °С до набора 50% расчетной прочности (а это примерно 3 суток), дополнительный обогрев можно не устраивать. Если ставился подогрев, то его прекращают также по набору 50% прочности (как правило, те же 3 дня). 
После снятия подогрева бетон может замерзнуть – в этом нет ничего страшного, процесс набора прочности возобновится с повышением температуры выше нулевой отметки.

В жаркую погоду бетон нужно ежедневно увлажнять, даже когда он укрыт пленкой: пленка снимается, поверхность проливается водой и снова укрывается. И так 5-7 дней. По прошествии недели укрытие можно снимать и демонтировать опалубку, если бетонируемая конструкция не является перекрытием. Реально, с фундаментов снимают укрытие и опалубку даже на 3-4 день от заливки (а бывает, и раньше), хотя это не совсем правильно. Распалубку висячего перекрытия делают после набора 80% прочности. После распалубки конструкцию можно нагружать – строить стены и т.д, но без фанатизма, не забывая о 28 сутках для полного набора прочности.

Что такое пусковая смесь для бетононасоса


Предназначение пусковой смеси - беспроблемный запуск бетононасосов. Перед запуском бетононасоса и прокачкой основной бетонной смеси требуется смазать бетоноводы. Самое распространённое средство смазки - цементное молочко: раствор из цемента, песка и воды. Молочко в количестве 1,5-2 м3 заказывается на бетонном заводе вместе с бетоном и привозится на отдельном бетоносмесителе. Причём, с учётом минимального объема бетоносмесителя - 5 кубов, стоимость доставки будет расчитана за полную машину. Т.е. за пять кубов. + стоимость 1.5-2 кубов самой пусковой смеси (цементного молочка). После прокачки-смазки стрелы автобетононасоса или трассы стационарного бетононасоса, молочко выливается на грунт или в опалубку. Ужас!

Ниже представлена цена на заводскую пусковую смесь с доставкой на миксере.

Пусковая смесь. Цементное молочко.Цена в руб. за 2 куб с доставкой Москва.
Пусковая смесь

Существуют специальные сухие смеси для запуска бетононасоса. Пакеты со специальным порошковым составом, который затворяется небольшим количеством воды. Для запуска стандартного 30 метрового автобетононасоса достаточно одного 250 грамового пакета и 20 литров воды. Перед запуском бетононасоса, раствор заливается в бетоноводы через специальные лючки для промывочного шара. Смесь прокачивается, собирается на конце стрелы в ведро или бочку и утилизируется.

Часто, цементное молочко замешивается оператором насоса (за отдельную плату 1000 рублей), непосредственно в приемном бункере бетононасоса. Из двух-трех мешков цемента (заказчика) и 100-200 л воды. Песок, при этом, не добавляется. Бетононасосу это конечно не очень нравится, но кто ж его спрашивает болезного. Главное - заказчикам нравится, потому как - дёшево и сердито! А наша компания всегда идёт навстречу заказчику. Да и 0.2 куба подобного самомеса - это не 1.5-2 куба никчёмного раствора, который даже некуда вылить.

Итог: пусковая смесь существует в трёх основных видах:


  • Готовая заводская пусковая смесь или цементное молочко. Привозится в бетоносмесителе с бетонного завода. Как правило речь идёт примерно об 1.5-2 кубах пусковой смеси.


Пропорции бетона

Профессиональные строители знают, что при самостоятельном изготовлении невозможно получить бетонный раствор такого же качества, как заводской. Однако, не всегда есть возможность заказать свежий бетон у производителя, а в некоторых случаях процесс строительства и вовсе исключает использование готового раствора. Материал доставляется на стройплощадку в бетономешалке сразу в большом объёме, что выдвигает целый ряд требований к организации процесса его заливки в опалубку.

В этом случае единственным выходом становится приготовление бетона своими руками непосредственно на месте проведения работ. Оптимальное соотношение компонентов в бетоне будет зависеть от требуемой марки прочности и качественных характеристик основных ингредиентов. Заказывая бетон на заводе, клиент сразу указывает необходимую марку и на этом вопрос качества раствора можно считать решённым. Однако, самостоятельно замешенная смесь будет обладать необходимыми показателями только в том случае, если были соблюдены правильные пропорции для приготовления бетонаконкретной марки.

Среднее соотношение, которое сходу назовут большинство рабочих — это 1:3:5, что означает на 1 часть цемента следует брать 3 части песка и 5 частей щебня. Вода добавляется в зависимости от марки прочности используемого цемента и требуемой марки прочности бетона. Так, для получения бетона М200 из цемента М400 на 1 часть цемента следует брать 0,63 части воды, а бетон М300 на том же цементе М400 потребует 0,56 части воды. Это соотношение называется водоцементным и доступно для различных марок в соответствующих таблицах. Однако, если песок, привезённый на стройплощадку слишком влажный, то воды может потребоваться меньше.

Для точного определения пропорций бетона для фундамента или для отмостки, во-первых, нужно быть уверенным в соответствии цемента марке, указанной на упаковке. Кроме того, следует учитывать влажность песка и пустотность щебня. Всё это может в итоге привести к пропорциям 1:2:4, вместо стандартных 1:3:5 и снизить водоцементное соотношение с табличных 0,63 до 0,5. Практика показывает, что для получения качественного бетона заданной прочности чаще приходится брать именно пропорции 1:2:4.

Цифры указываются в объёмном отношении, таким образом их можно принимать как зависимость объёма компонентов в вёдрах: на 1 ведро цемента 2 ведра песка и 4 ведра гравия или щебня. Воды на такое количество сухих компонентов нужно от полведра до 2/3 ведра. Именно такой объём компонентов оптимально подходит на 1 замес для бетономешалки на 150-180 литров.

Чтобы получить точные цифры на 1 м3, рассчитаем сколько литров каждого из компонентов требуется, исходя из нашей пропорции 1:2:4 и водоцементного соотношения 0,63. В таком случае на 1 куб раствора уйдёт 82,5 литра воды, 131 литр цемента, 262 литра песка и 524 литра щебня. 1 л песка весит в среднем 1,6 кг, 1 л цемента — 1,4 кг, 1 л гранитного щебня также 1,4 кг. Таким образом, для взятых пропорций на 1 м³ раствора цемента уйдёт 183,4 кг, песка 419,2 кг, а щебня 733,6 кг.

Характеристики бетона

Бетон — это строительный материал, рассчитанный на использование в тех участках конструкции, которые подвергаются значительным нагрузкам на сжатие. Именно исходя из этого функционального назначения следует рассматривать все свойстваданного материала. И первой характеристикой бетона здесь, конечно, будет прочность — способность бетона эффективно сопротивляться сжатию, без появления в его структуре каких-либо признаков деформации.

Прочность бетона на сжатие условно обозначается маркой. Этот показатель начинается с М50 и после М100 увеличивается на 50 пунктов для каждой отдельной марки, пока не доходит до М500, откуда возрастание идёт уже по 100 пунктов: М600, М700 и так далее. В общем случае число после буквы М указывает на то, какое давление в кг/см² способен выдержать бетонный куб из данного материала размерами 15х15х15 см.

В частном строительстве, для заливки фундамента небольшого дома на 2-3 этажа вполне достаточно бетона с марочной прочностью М200-М300. Более высокая марка используется в многоэтажном строительстве, при возведении мостов, дамб и других ответственных конструкций. Для измерения прочности в МПа используется также наименование бетона по классам. Среди наиболее часто встречающихся классов можно назвать В10, В15, В12,5, В20, В25 и далее с приростом по 5 пунктов до В60. Марка бетона и класс бетона — это два параметра, определяющие прочность материала на сжатие, разница здесь только в используемых единицах измерения.

Вторым по важности свойством бетона является его подвижность или удобоукладываемость. Данный параметр описывает текучесть жидкого раствора и его способность полноценно заполнять всё пространство опалубки. Определяется в лабораторных условиях с помощью заполнения металлической конусовидной формы раствором. После удаления формы, жидкая смесь начинает растекаться и, по характеру изменения формы конуса, определяется подвижность бетонной смеси. Может быть от П1 до П4. Характеристика очень важна при прокачке бетона через бетононасос, а также в случае невозможности использования вибрационных устройств для уплотнения бетонной смеси.

Для бетона, изготовленного на заводе, всегда устанавливают марку водонепроницаемости и морозостойкости. Первая характеристика указывает на способность материала сопротивляться давлению воды на его поверхность, а вторая определяет количество циклов замерзания и разморозки бетонной конструкции без потери своих прочностных характеристик. Марка бетона по морозостойкости указывается как F100, F150, F200 или F300 либо как Мрз 100, Мрз 150 и т. д. Цифра в данном обозначении соответствует числу циклов заморозки-оттаивания.  

Для лёгких бетонов большое значение имеет такая характеристика, как плотность бетона в кг/м3. Все бетоны разделяют на особо лёгкие с плотностью до 500 кг/м³, лёгкие до 1800 кг/м³, тяжелые до 2500 кг/м³ и особо тяжёлые, плотность которых превышает 2500 кг/м³. Этот показатель для затвердевшего материала зависит от марки бетона на сжатие и от плотности основного заполнителя (гравия, щебня, керамзита). С той же целью в некоторых источниках используется такой параметр как удельный вес бетона, указывающий на соотношение веса материала к объёму, который он заполняет.

В процессе укладки бетонной смеси также следует учитывать сроки его твердения. Максимальную прочность материал набирает не раньше, чем через 28 суток после заливки в опалубки. Время схватывания бетонной смеси можно определить только косвенно, зная период, указанный в ГОСТ для схватывания цемента. Этот показатель составляет от 1 до 8 часов. Начало схватывания цементного раствора наступает через 1-2 часа, а завершение процесса наблюдается через 5-8 часов с момента его заливки в опалубку.

Методы испытания бетона

Соответствие бетона конкретной марке прочности определяется в лабораторных условиях посредством проведения заданных опытов над специально подготовленными контрольными образцами. Создание образцов также строго регламентировано и, более того, существует даже специальный ГОСТ 22685-89, который описывает условия производства форм для изготовления этих самых образцов. Таким образом можно с уверенностью говорить, что на данный момент существует очень точная и подробная методика определения качества бетонной смеси.

Технология проведения испытаний прочности приводится в ГОСТ 10180-2012 и включает в себя описание методов изготовления, транспортировки, хранения и подготовки контрольных образцов, а также детальную процедуру их проверки. Среди методов испытаний бетонных смесей по ГОСТ 1018-2014 можно назвать контроль образцов на сжатие, на растяжение при изгибе, а также проверку осевого растяжения и растяжения при раскалывании. В зависимости от вида опыта, каждое испытание реализуется на цилиндрических образцах, призмовидных или образцах в виде куба. Их число может быть от 2 до 8, а конечный результат устанавливается как среднее арифметическое между показателями в каждом из опытов.

В нормативном документе ГОСТ 10181-2000 можно найти подробные указания о методах определения свойств жидких бетонных смесей. Как известно, процедура укладки бетона в опалубку часто требует использования специального оборудования (бетононасосы, вибраторы для бетона). Для того, чтобы иметь возможность предсказывать примерные временные интервалы, которые требуются для выполнения того или иного объёма работ, удобно заранее знать свойства смеси.

При заказе раствора на заводе можно, кроме марки прочности бетона, заранее указать требуемые показатели подвижности или жесткости. Эти две характеристики определяются отдельными методами. Подвижность можно установить в процессе создания конуса из раствора и наблюдения за его растеканием, после снятия формы. Чтобы узнать жесткость, существует несколько различных методов, каждый из которых основывается на определении необходимой продолжительности вибрации для полного уплотнения бетонной смеси.

Привезённый на стройплощадку материал будет иметь качественные характеристики, соответствующие заданным при заказе параметрам, цифровые значения которых и определяются соответствующими ГОСТами. Методы испытания бетона в жидком состоянии, указанные в ГОСТ 10181-2000, определяют подвижность смеси, её среднюю плотность, пористость, а также показатель расслаиваемости (на основе раствороотделения и водоотделения).

Определение марки бетонной смеси по осадке конуса




Говорить об осадке конуса бетонной смеси имеет смысл в контексте проведения опытов по определению её подвижности. Подвижность — очень важный параметр, который показывает степень текучести раствора, насколько быстро и полноценно смесь заполняет предоставленный ей объём. С одной стороны, данная характеристика полезна для транспортировки жидкого бетона по трассе из бетоноводов — насос способен эффективно перекачивать только раствор с определённой подвижностью. С другой, подвижность напрямую влияет на качество заполнения опалубки смесью. Если есть необходимость в изготовлении конструкций сложной формы, которые требуют максимального проникновения раствора по всему свободному объёму, малоподвижный бетон здесь также неприменим.

В ГОСТ 1018-2000 подробно описан процесс определения подвижности смеси с использованием металлической конусообразной формы. Её размеры указаны в таблице, они варьируются в зависимости от используемого метода проверки и фракции зёрен заполнителя в растворе. В общем случае такой усечённый конус имеет диаметр меньшего основания 100 мм, диаметр большего — 200 мм и высоту 300 мм. Он устанавливается на гладкую металлическую поверхность, заполняется раствором в три подхода, при этом смесь каждый раз уплотняется. Далее металлическую форму снимают в вертикальном направлении, и проводят определение осадки конуса бетонной смеси.

Собственно, под самой осадкой подразумевается изменение высоты верхней точки поверхности бетонной смеси до того, как сняли форму, и спустя 2-3 минуты после. Измерение для раствора из одного и того же замеса проводится дважды, на оба эксперимента согласно ГОСТ не должно уходить более 10 минут.

Установленная в результате такой процедуры марка бетонной смеси по осадке конуса будет называться подвижностью (П). Существует 5 степеней подвижности жидкого раствора — от П1 до П5. Наиболее простым и очевидным способом повышения подвижности бетона является добавление в смесь большего количества воды, однако это также снижает и прочность материала. Чтобы получить более подвижный раствор, но сохранить его прочностные показатели, в смесь добавляют специальные химические добавки-пластификаторы.

Способы уплотнения бетонной смеси


Уплотнение бетонной смеси осуществляется двумя основными способами: использованием специального оборудования в процессе укладки бетона и добавлением химических компонентов в раствор. Первая технология называется виброуплотнением и практически всегда применяется при бетонировании. Уплотнение вибрированиемтребует использования вибраторов для бетона с различной частотой колебаний. Высокочастотные (до 20 000 колебаний в минуту) используются при работе с мелкозернистыми смесями (фракция до 10 мм), а для уплотнения крупнофракционных (50 мм и более) растворов применяют низкочастотные установки (3500 колебаний в минуту). Виброуплотнение — это наиболее эффективный метод увеличения плотности раствора, даже лабораторные исследования материала проводят по этой схеме.

ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия» регламентирует 5 различных марок бетонной смеси по уплотнению от КУ1 до КУ2. В данном случае КУ — это аббревиатура от «коэффициента уплотнения». Для марки КУ1 он превышает показатель 1,45, для КУ2 лежит в пределах от 1,26 до 1,45, для КУ3 — 1,11-1,25, КУ5 — 1,1-1,04 и последняя марка КУ5 имеет данный коэффициент на уровне от 1,04 и ниже. Расчёт этой величины подробно описан в ГОСТ Р 57811—2017 и представляет собой экспериментальное уплотнение раствора в лабораторных условиях с использованием вибрационного оборудования.

В других источниках можно также найти требования к коэффициенту уплотнения, в которых он должен быть в пределах 0,96-0,98. Например, в СНиП 3.09.01-85, регламентирующем процесс производства железобетонных конструкций, данный коэффициент определяется 0,98 для тяжёлых бетонов и 0,96 для мелкозернистых. В данном случае речь идёт об К упл., который показывает отношение действительной плотности к расчётной. В идеале он должен быть равен 1, но на практике по ряду причин показатель практически никогда не превышает 0,98. Именно такую величину должен иметь коэффициент уплотнения для тощего бетона.

Другим способом уплотнения бетонной смеси является увеличение удобоукладываемости жидкого рствора. Для этих целей чаще всего применяют пластифицирующие химические добавки, которые позволяют без повышения водоцементного соотношения получить более подвижную смесь. Хорошая текучесть раствора обеспечивает полноценное заполнение всего свободного объёма внутри опалубки конструкции, что делает затвердевший материал более плотным. С этой же целью принимают ряд мер по ужесточению процесса подбора основного заполнителя, его зёрна должны отвечать определённым требованиям, чтобы свести к минимуму пустотность раствора.

Состав и применение тощего бетона


 Тощий бетон — это раствор, в котором используется сниженное количество цемента, а за сохранение технических характеристик материала отвечают специальные химические добавки. В связи с минимальным количеством вяжущего вещества, состав очень чувствителен к объёму воды на кубометр раствора. Эта величина лежит в пределах от 120 до 140 литров на 1 м³. В случае превышения данного показателя, резко падает марочная прочность бетона, а также его морозостойкость. Поэтому, правильные пропорции смеси в данном случае играют ключевое значение, как и внимательный подход к технологии укладки раствора.

В зависимости от фракции крупного заполнителя (гравий, щебень) тощий, или как его ещё называют «худой» бетон, можно разделить на мелко- и крупнозернистый. Мелкозернистый имеет фракцию заполнителя до 5 мм и изготавливается в пропорциях 1:8, где на 1 часть цемента берётся 8 частей заполнителя. Такой заполнитель ещё называют отсевом, при изготовлении бетона на его основе добавление песка не требуется. Крупнозернистый бетон состоит из заполнителя фракцией до 40 мм, цемента и песка. Состав тощего бетона в этом случае будет описываться соотношением 1:4:6, то есть на 1 часть цемента берётся 4 части песка и 6 частей гравия или щебня.

Такое понятие как тощий бетон в ГОСТ 2633-91ГОСТ 2633-2012 и даже в действующем ГОСТ 2633-2015 не встречается, хотя именно эти нормативные документы регламентируют составы тяжелых и мелкозернистых бетонов. Данный термин можно увидеть только в «Методических рекомендациях по устройству оснований дорожных одежд из тощего бетона». Этот документ является действующим нормативом, который был принят соответственной службой при Министерстве транспорта РФ. Такое положение вещей можно объяснить тем, что самое широкое применение тощий бетон получил именно в дорожном строительстве, а качестве наиболее распространённой марки выступает бетон М100.

Как правильно сделать отмостку из бетона




Отмостка вокруг дома — это необходимый элемент в конструкции любого здания на бетонном основании, рассчитанного на долгосрочную эксплуатацию. Задача отмостки заключается в защите фундамента от воды, которая скапливается вокруг постройки и неизбежно начинает просачиваться в почву под основанием. Если не изготовить правильную отмостку с дренажной системой, то вода со временем изменит несущие характеристики грунта под зданием, что может привести в итоге к трещинам в фундаменте и разрушению всей постройки.

Наиболее прочное и долговечное решение в данном случае — это бетонная отмостка, так как она создаёт надёжную износостойкую площадку по всему периметру постройки, которая прослужит не один десяток лет. Существует множество инструкций, как правильно сделать отмостку вокруг дома своими руками из бетона, но все они подчинены одному общему принципу расположения слоёв. Так как конструкция достаточно тяжелая, она требует предварительного уплотнения основания. Для этого сначала вокруг здания по периметру выкапывается траншея глубиной 40 см и шириной 1 м. Чтобы зимой грунт у основания постройки не промерзал, делать отмостку менее 1 м в ширину не рекомендуется.

Самый низ траншеи просыпается песком 5 см, проливается водой и утрамбовывается. Затем укладывается слой щебня толщиной 15 см, а поверх него выполняется ещё одна песчаная отсыпка высотой 10 см. На песок раскладываются листы экструдированного пенополистирола (ЭППС) толщиной 10 см. Утеплением отмостки пренебрегать ни в коем случае нельзя, так как зимой появляется риск промерзания фундамента. Далее по внешней границе утеплителя выставляется опалубка, на ЭППС раскладывается металлическая сетка или арматура и можно заливать бетон. Заливку бетона обязательно следует выполнять так, чтобы поверхность отмостки имела уклон минимум 1-2 см на 1 м, чтобы вода стекала в направлении от дома.