Меню разделаНа главную

СТРОИТЕЛЬСТВО КАРКАСНИКА

Фундаментные стены из монолитного бетона

Бетон

Бетон состоит из четырех основных ингредиентов: воды, портландцемента, песка и крупного заполнителя (обычно гравия или щебня). В обычной партии влажного бетона около 12% смеси составляет портландцемент. Остальное занимает песок — около 28% смеси, гравий или щебень — 44% от общего объема. Конечный ингредиент: вода, значительно варьируется от партии к партии. В идеальном случае содержание воды должно составлять около 15% от объема. В некоторых видах бетонов в него при смешивании добавляют воздух, на который обычно приходится около 6% объема.

При смешивании воды с портландцементом происходит химическая реакция, называемая гидратацией.  В результате которой образуются новые соединения веществ. Эти вещества при затвердевании связываются друг с другом и с зернами песка и крупного заполнителя, которые их окружают. Если в состав бетона при замешивании был введен воздух, то в затвердевшем бетоне образуются миллиарды микроскопических воздушных пузырьков, такой бетон обладает теплоизоляционными свойствами.

Слабая сторона бетона

Инструменты и навыки необходимые для выполнения бетонных работ и кирпичной кладки, настолько различаются друг от друга что эти работы считаются отдельными видами строительной отрасли. Однако материалы, применяемые для этих работ часто очень похожи. Например, ингредиенты кладочного раствора почти такие же как в бетоне, блоки для каменной кладки изготавливаются из бетона. Каменная стена часто состоит из тех же материалов, что и бетон: камень, песок и портландцемент.

Сильной стороной каменной кладки и бетонных конструкций является большая прочность на сжатие, слабой — низкая прочность на растяжение.

Бетон продается в кубометрах. Для расчета количества необходимое для заливки опалубки нужно измерить длину ширину и глубину пустых областей опалубки и сложить общий объем.

Обратите внимание. Грузовики, используемые для доставки бетона и блоков достаточно высоки чтобы проезжать под воздушными линиями электропередач. Всегда проверяйте маршрут, по которому будет следовать грузовик и, если линия представляет опасность придумайте альтернативный маршрут или демонтируйте линию с помощью энергетической компании.

Водоцементное отношение в бетонной смеси

Бетон изготавливается на бетонном заводе и доставляется автотранспортом (миксерами). Количество воды, добавляемой в смесь на заводе определяется в классах подвижности (S1–S5). Чем ниже класс, тем меньше воды добавляется в бетон и тем жестче смесь. Например, бетон осадкой конуса менее 5 см настолько жесток, что его нужно вручную перемещать по лоткам миксера в опалубку где он потребует уплотнения вибраторами во избежание получения воздушных полостей. И наоборот, бетон с большой осадкой конуса легко растекается и заполняет формы опалубки. Таким образом со стороны рабочих существует желание работать мягким бетоном с большим количеством воды. Они могут добавить воду в уже приготовленный на заводе бетон.

Необходимо знать, что количество воды необходимое для гидратации бетона удивительно мало. Поставщики бетонных смесей документируют количество воды, которое добавляется как на заводе, так и во время заливки бетона в опалубку. Причина, по которой они делают это состоит в том, что количественное отношение воды к количеству цемента (водоцементное отношение, в/ц) напрямую влияет на прочность и долговечность готового продукта. Иными словами, вы должны укладывать в опалубку тот бетон, который привезли. Изменение в/ц (дополнительное подмешивание воды) приводит к браку. Каждая капля воды не участвующая в гидратации выйдет из бетона путем испарения. Именно эта испаряющаяся вода вызывает проблемы. Каждые добавленные 5 л воды на 1 м³ бетона выше количества необходимого для гидратации уменьшают сопротивляемость бетона сжатию на 15-20 кг /см² и увеличивает потенциал усадки примерно на 10%. Кроме того, такие проблемы как трещины, отслаивание и ухудшение состояния от замораживания/оттаивания, напрямую связаны с содержанием воды в бетоне.

Для определения пластичности бетона инженеры разработали испытание на оседание бетонного конуса. Для испытания используется усеченный конус из металла, у которого высота 300 мм, нижний диаметр 200 мм и верхний диаметр 100 мм. Если осадка конуса бетона составит 5 см, то данная смесь жёсткая. Если осадка более 5 см, то смесь является подвижной. На основе свойства подвижности бетона можно разделить материал на классы S1-S5 (П1–П5).

Осадка бетонного конуса
Класс бетона
Класс Осадка конуса, мм
S1(П1) 10–40
S2(П2) 50–90
S3(П3) 100–150
S4(П4) 160–210
S5(П5) более 220

Смеси до категорий S3 применяют для объемных монолитных заливок, а смеси с повышенной подвижностью (показателем S4 и выше) используют для заливки узких опалубок и колонн, сооружений с частой конструкцией арматуры где затруднительно применять вибротрамбовки.

Добавки к бетону

Поставщики бетона часто предлагают химические примеси которые могут улучшить удобоукладываемость или изменить свойства бетона в период его заливки. Одни добавки вовлекают в семь воздух, другие уменьшают время схватывания, третьи добавляют свойства склеивания. Для замедления скорости схватывания бетона в жаркую погоду используются замедляющие добавки. Ускоряющие примеси используются в холодную погоду. В этот период времени бетон нужно утеплять, поэтому желательно ускорить время его схватывания. При заливке бетона при отрицательных температурах применяют добавки, препятствующие замерзанию бетона. Однако самодеятельному строителю лучше избегать зимних бетонных работ.
Пластифицирующие примеси делают жесткий бетон более жидким без добавления воды. Это облегчает укладку бетона без его ослабления. Применение пластифицирующих добавок позволяет использовать более жесткий и более прочный бетон. Он хорошо подходят для моноличивания колодцев в каменной кладке фундаментных стен.

Отверждение бетона

Во время гидратации, цемент и вода расходуются для образования нового продукта — бетона. Бетон достаточно быстро, в течение нескольких часов, набирает прочность достаточную для того чтобы по нему можно было ходить. Однако весь процесс гидратации довольно длительный он продолжается нескольких месяцев и даже лет. Наиболее важным периодом отверждения является первая неделя после заливки бетона. Именно в этот критический период гидратация протекает наиболее быстро. В первую неделю отверждения бетон набирает половину своей несущей способности поэтому очень важно чтобы в этот период вода из бетона не ушла в виде пара и не превратилась в лед.

В этот период времени нужно принимать меры по удержанию воды в отвердевающем бетоне. Процесс удержания воды не следует путать с первоначальным добавлением воды при смешивании бетонной массы. Как отмечено выше, гидратация не требует много воды ее количество должно соответствовать расчетному водоцементному отношению. Другими словами, самый прочный бетон получается с минимальным (расчетным) количеством воды, а при отверждении бетона стоит задача сохранения этой воды в бетоне.

Существует два основных способа ухаживания за бетоном.

Ухаживание за бетоном

Как только бетон покрылся верхней твердой коркой, его накрывают:

Бетон набирает 50% прочности в течении 7–8 суток, через 28 суток он наберет 90% прочности. Дальнейшую прочность он будет набирать годами. Нужно ухаживать за ним минимум 3 суток, а лучше неделю.

Опалубка

Один кубометр товарного бетона весит более 2,2 тонн. Только что изготовленный бетон имеет кашеобразное состояние. Выгружаемый из автомашины он принимает форму горки, растекающейся под собственным весом. Величина осадки этой горки зависит от количества содержащейся в бетоне воды, но растекается даже самый жесткий бетон. При оседании и растекании бетон всей силой своего веса давит на доски опалубки. Это давление может сдвинуть или выгнуть опалубку и даже разрушить ее. При строительстве опалубки необходимо учитывать вес бетона и его давящие в стороны силы. Опалубка не только не должна разрушаться, она должна полностью сохранить свою форму и остаться в том месте где ее соорудили.

Опалубка высотой до 15 см

Давление на опалубку существенно возрастает с возрастанием высоты бетонной заливки. Например, при заливке плоских форм (бетонной стяжки, плит перекрытия или подушек фундамента) давление на стенки опалубки сравнительно невелико. У этих конструкций большая площадь и маленькая высота. Для конструкций высотой до 15 см опалубку можно делать из досок 50×100 (50×150)  мм закрепленных к кольям, вбитым в грунт с шагом 0,8–1,2 м.

Опалубка высотой до 30 см

С увеличением высоты опалубки до 30 см давление на боковые стенки возрастает, поэтому колышки требуют дополнительного закрепления, чтобы бетон не сдвинул стенки опалубки. В середине расстояния между колышками, по верху стенки опалубки, соединяются деревянными обрезками. С еще большим увеличением высоты опалубки стенки требуют закрепления от распора по всей своей высоте. По низу их крепят стальными хомутами, а по высоте деревянными упорами. Сами стенки чаще делают из толстой от 20 мм фанеры, чем из досок. Через щели между досками вытекает цементное молоко и меняется водоцементное отношение, поэтому на высоких опалубках предпочтение отдают фанере. Если опалубка будет изготавливаться из досок ее нужно изнутри оббить пленкой или пергамином.

Опалубка высотой более 30 см

Во всех случаях при изготовлении опалубки забивайте гвозди изнутри опалубки, так ее легче будет снять с бетона. Для изготовления сложных бетонных форм лучше обратиться в строительную организацию, имеющую инвентарные опалубочные щиты и опыт работы с ними. Помните, что хлипкую или плохо закрепленную опалубку бетон раздавит, а если после этого его ещё не успеть убрать, то убирать его придется отбойными молотками.

Выравнивание и фиксация опалубки

Разметка для устройства опалубки фундаментных стен делается намелованным шнуром по фундаментной подушке. От натянутых струн по отвесу отмечаются точки границ фундаментной стены. Натягивается намелованный шнур и отбиваются линии стены, на которые устанавливаются щиты опалубки. Щиты выравниваются по отвесу и по струнам, натянутым между обносками. Закрепляются щиты упорами, установленными между ними и кольями, вбитыми в землю.

Выравнивание и фиксация опалубки