Как сделать правильно фундамент

Первый вопрос, который любой строитель задаёт себе перед приготовлением бетона — в каких пропорциях смешивать его компоненты: цемент, песок и щебень. Одна из самых часто называемых пропорций — 1:3:5. Её часто используют на стройке рабочие из южных стран. Её или похожие на неё пропорции Вам посоветует сосед, который уже построился, или предложит один из сайтов в интернете, на котором написано про бетон. Моя задача — дать понять, что не может быть единой и заранее известной пропорции для получения бетона требуемого качества. В самой большой стране мира, России, разрабатываются сотни песчаных и щебёночных карьеров.


И песок, и щебень обладают характеристиками пустотности и влажности. И невозможно заранее знать, наполнители какой пустотности и влажности привезут именно Вам. А потому, если Вы хотите получить качественный бетон, Вам необходимо будет определить искомую пропорцию самому. Об этом читайте ниже.

Замесом компонентов в бетономешалке процесс бетонирования не ограничивается. Поэтому я также коротко опишу работу с опалубкой и арматурой. Расскажу о том, как предотвратить замерзание бетона до набора прочности в случае весенне-осенних заморозков.

Когда лучше готовить бетон самостоятельно

Обман поставщиков
Основная характеристика, определяющая прочность готового бетона — это марка. Самые распространённые марки, которые используются в малоэтажном строительстве — это М150, М200, М250 и М300. Чем больше число за буквой «М», тем выше прочность бетона. Очень важно, чтобы бетон, уложенный Вами в изготавливаемую конструкцию обладал именно той маркой, которую Вам посоветовал проектировщик. Если марка будет ниже, элемент может не выдержать нагрузки, треснет, а то и вовсе развалится.

Проблема в том, что во время укладки бетонной смеси в опалубку нет никакого способа определить марку. Это можно сделать только в лаборатории, отдав туда специальным образом изготовленные кубики спустя 28 дней после бетонирования.

Этим пользуется большинство фирм, продающих заводской бетон индивидуальным застройщикам. Схема очень простая. Вы заказываете бетон, к примеру, марки М250, а Вам привозят всего М150. Разница в цене идёт в карман фирме-поставщику. Конечно, спустя месяц можно сделать анализ. Предположим, в таком случае Вы определите, что фундамент Вашего дома был залит из менее прочного бетона. Но будете ли Вы судиться с поставщиком, требуя демонтажа фундамента и возведение нового за его счёт? Готовы ли Вы к таким временным затратам — ведь тяжба может затянуться не на один год?

Многие подкованные застройщики в курсе этой ситуации, поэтому пытаются предотвратить потерю в качестве, заказывая бетон заведомо бОльшей прочности. Но, к сожалению, это не всегда приводит к должному результату. Неоднократно я слышал рассказы от водителей бетоновозов, что какую бы марку частник не заказывал, привезут ему всё равно в лучшем случае М200.

Получается, что одна из главных причин, по которой приходится выполнять тяжёлую физическую работу и месить бетон своими силами — возможный обман со стороны поставщика заводского бетона. Но это не единственная причина…

Плохое состояние подъездных путей

Вторая причина до банальности проста. К некоторым участкам, на которых ведётся строительство, тяжёлая техника может не проехать. Бетон — это очень тяжёлый материал, его плотность может достигать 2700 кг/м³. Это означает, что самый маленький пятикубовый миксер, гружёный бетоном, будет весить около 25 тонн. А, например, 10-кубовый миксер будет весить 40 тонн. Не каждый подъездной путь способен выдержать такую нагрузку. Особенно, если последние несколько десятков метров предстоит проехать не по асфальтовой дороге, а по грунту. Да ещё если перед доставкой внезапно пойдёт дождь и размочит этот грунт. Вытащить гружёный бетоновоз не каждому тягачу под силу, про трактор типа «JCB» и говорить не стоит. Или другая возможная ситуация. Летом подъездной путь указанную массу выдерживает, а осенью из-за продолжительных дождей — уже нет. А дом достраивать нужно.

В таких случаях может потребоваться месить бетон своими силами — всё же машины с песком, щебнем и цементом весят меньше. А если с подъездными путями совсем плохо (например, когда участок в чистом поле), то материалы можно завезти заранее, зимой по замёрзшему грунту. Готовый бетон заранее не завезёшь.

Себестоимость самомесного бетона

Наконец, необходимо определить, не дешевле ли месить бетон собственными силами. В стоимости материалов-компонентов бетона Вы вряд ли выгадаете по сравнению с бетонным заводом. Он покупает материалы оптом, поэтому себестоимость бетона у завода заведомо будет ниже Вашей. Но есть и другие факторы. Прежде всего, это стоимость доставки готового бетона. Если Вам требуется сегодня залить пару перемычек, завтра — ещё пару, через неделю — армопояс — это всё мизерные объёмы бетона, и каждый раз заказывать миксер будет по-просту невыгодно. Ведь за доставку-то придётся выложить полную сумму, независимо от наполненности миксера. Кроме того, миксер ещё требуется как-то разгрузить, а бетон — уложить на место. Если Вы будете делать это медленно, то Вам придётся оплатить простой миксера (обычно на разгрузку даётся полчаса — час). А на то, чтобы разгрузить бетон быстро может не хватить рабочей силы — придётся заказывать бетононасос. Что значительно увеличивает стоимость бетона.


Но нельзя с уверенностью сказать, что самомесный бетон дешевле привозного. Во-первых, вместо оплаты одной доставки, Вам потребуется оплатить как минимум 3: нужно ведь привезти цемент, песок и щебень. Во-вторых, потребуется купить бетономешалку, а, может быть, и электрогенератор (если на стройке пока нет электричества). В-третьих, возможно Вы решите поручить работу по замесу бетона чернорабочим.

Что можно бетонировать самомесным бетоном

Предположим, Вы посчитали, что самомесный бетон будет получаться дешевле привозного. Либо Вам не завезти бетон тяжёлой техникой. Или Вы боитесь обмана. Какие строительные конструкции можно бетонировать своими силами?

Прежде всего, это те конструкции, объём которых мал и может быть наполнен за рабочую смену. Дело в том, что допускать перерыв в бетонировании очень нежелательно — практически любая конструкция должна быть изготовлена за один раз. Давайте подробнее остановимся на этом.

Что можно бетонировать самомесным бетоном

Предположим, Вы посчитали, что самомесный бетон будет получаться дешевле привозного. Либо Вам не завезти бетон тяжёлой техникой. Или Вы боитесь обмана. Какие строительные конструкции можно бетонировать своими силами?

Прежде всего, это те конструкции, объём которых мал и может быть наполнен за рабочую смену. Дело в том, что допускать перерыв в бетонировании очень нежелательно — практически любая конструкция должна быть изготовлена за один раз. Давайте подробнее остановимся на этом.

Свайный фундамент
Один из популярных видов фундамента — свайный. Состоит из большого количества свай-столбиков, залитых в грунт ниже глубины промерзания. Из-за того, что объём одной сваи невелик, работой по бетонированию можно заниматься неспешно в нужном Вам ритме.

Перемычки над проёмами
Объём перемычек над оконными и дверными проёмами тоже невелик. А миксер заказывать на их заливку невыгодно — доставка обойдётся слишком дорого. Использовать заводские перемычки не всегда возможно — ведь может понадобиться кран для их установки. А это тоже деньги, да и место под размещение крана должно быть. Из бетономешалки спокойно можно залить за день несколько перемычек, сделать перерыв на ночь, а потом дозалить оставшиеся.


Лестница
Если у Вас в доме планируется бетонная лестница, то и её выгодно заливать самостоятельно — объём всё ещё не такой большой. Конечно, лестницу можно заливать совместно с другими элементами (чтобы сэкономить на доставке), но тогда Вы будете торопиться разгрузить машину. Либо Вам понадобится лишний рабочий. А бетономешалка производит бетон медленно. Это позволит Вам не спеша загладить ступени будущей лестницы — сделать её аккуратной.

Армопояс (сейсмопояс)
Объём этих конструкций, укладываемых поверх фундаментов из ФБС и стен из кирпичей и блоков уже довольно большой — 2-3 м³. Но это всего лишь половина от загрузки миксера. К тому же, если Вы делаете армопояс (иногда в сейсмоопасных районах эта же конструкция называется сейсмопояс) первого или второго этажа, то бетон необходимо поднимать наверх — процесс это долгий. А, значит альтернатива такова: или дорогой бетононасос, или оплата простоя миксера, который будет Вам перемешивать остатки бетона, чтобы они не застыли. Если просто вывалить бетон в заранее заготовленную ёмкость и отпустить машину, то Вы можете не успеть поднять весь объём наверх до начала схватывания. Либо придётся нанимать дополнительных чернорабочих.


Колонны
Сложность бетонирования колонн в том, что нижняя часть их опалубки испытывает огромную силу распора (о том, что это за сила мы поговорим позже в разделе про опалубку). А это означает, что при желании бетонировать трёхметровые колонны заводским бетоном, Вам понадобится очень крепкая опалубка из толстых досок. Значит, и дорогая. В то же время, постепенно добавляя в опалубку бетон из бетономешалки можно снизить толщину и раскрепление опалубки. Пока Вы замесите очередную порцию бетона, нижняя часть уже начнёт схватываться. А, значит, перестанет оказывать распирающее усилие на опалубку.

Полы по грунту и стяжки
Бетонируя полы по грунту и стяжки, очень важно добиться ровной поверхности. Чтобы впоследствии не пришлось покупать дорогие самовыравнивающиеся смеси и повторять работу. Для этого нужно тщательно заглаживать поверхность, а на это уходит большое количество времени. Альтернатива в этом случае уже знакомая — либо миксер и несколько дополнительных рабочих (желательно с опытом заглаживания пола), либо неторопливое бетонирование пола по частям. Поскольку бетонная часть будет опираться на грунт или уже готовое перекрытие, допускается перерыв в бетонировании любой длительности, поэтому пол и стяжку можно заливать частями.


Стеновые панели
Некоторые застройщики строят дома по панельной технологии. При этом стеновые панели отливаются в опалубке, уложенной на землю горизонтально. Потом опалубка разбирается, а готовые панели за одну смену устанавливаются краном на место. Объём одной такой панели невелик, так что её легко можно заливать с помощью бетономешалки.

Стены цокольного этажа
Если грунтовые воды на участке расположены низко и нет опасности увлажнения стен цокольного этажа (подвала), то его стены можно отливать с помощью переставной опалубки, то есть малыми частями. Это позволяет сэкономить деньги на материалах для опалубки, а на прочность стен не влияет.

Как видно, многие конструкции можно заливать с помощью бетономешалки своими силами. Это будет экономически выгодно, а потери в качестве и прочности конструкции не произойдёт. Но есть некоторые конструкции, которые лучше всё же бетонировать заводским бетоном. Это ленточные и плитные фундаменты, ростверки и перекрытия — конструкции, объём которых велик (десятки кубометров), а перерыв в бетонировании которых не желателен, так как существенно ослабляет конструкцию. Конечно, можно взять в аренду несколько бетономешалок и пригласить пару десятков рабочих, особенно если Вы знаете, что Вас обманут с качеством привезённого бетона. В самом крайнем случае можно устраивать «холодные швы бетонирования». Но перед этим спросите своего проектировщика, в каком месте конструкции их расположить. И изучите теорию их устройства. А лучше для таких больших и ответственных конструкций всё же постараться найти надёжного поставщика, организовать подъезд и заказать миксер.

Краткий экскурс в теорию бетона

Перед тем, как подходить к бетономешалке, давайте разберёмся в том, что мы хотим в ней получить, и как этого добиться. Бетон — это искусственный камень, в котором разного рода наполнители связаны цементным вяжущим. Но почему бетон имеет именно такую структуру? Давайте воспользуемся простой логикой, чтобы понять, как сделать хороший бетон своими руками.

Наполнители бетонной смеси: песок и щебень

Для начала давайте обратим своё внимание на такую простую вещь. Бетон применяется там, где нужно получить нечто твёрдое и прочное, при этом это нечто должно заполнять собой произвольную форму. Можно ли этого достичь, используя лишь цемент и воду? Да, можно. Всем известно, что смешав цемент с водой, мы получим жидкое тесто, которое со временем превратится в камень. Если тесто до застывания уложить в форму, то впоследствии цементный камень примет эту форму. Получится простейший бетон.

Но почему никто не делает такой простой вещи? Основная причина в том, что цемент — слишком дорогой материал, чтобы заполнять требуемую форму только им одним. В разных регионах России разные цены на цемент, щебень и песок. Но, как правило, один и тот же объём цемента в несколько раз дороже щебня и более, чем в десять раз дороже песка. Например, в Санкт-Петербурге 1 литр цемента в 3 раза дороже 1 литра щебня и в 15 раз дороже 1 литра песка (без учёта стоимости доставки)!

Стоит также отметить, что прочность песка и щебня выше, чем прочность получаемого цементного камня. Поэтому добавление в бетон наполнителей не только удешевляет бетон, но и незначительно повышает его прочность.

Отсюда следует очевидный вывод — для снижения стоимости бетона и повышения его прочности в цементное тесто нужно добавить самый дешёвый из возможных наполнителей, то есть песок. Но сколько его нужно добавить? Какова пропорция цемента и песка?

Для ответа на эти вопросы давайте присмотримся к песку. Песок — это мелкие камешки размером до 5 мм. Камешки, естественно, имеют не кубическую форму, а произвольную. Поэтому при укладке между ними остаётся свободное пространство — поры. Чтобы получить прочный бетон, необходимо, чтобы:
1. Все песчинки были обмазаны цементным тестом и склеились между собой
2. Поры между песчинками были полностью заполнены цементным тестом


Значит, определив пористость песка, т. е. отношение объёма его пор к объёму песчинок, мы определим, сколько нужно взять цемента — ту самую искомую пропорцию.

Но почему в бетон в дополнение к песку кладут более дорогой щебень? Ответ на этот вопрос также кроется в пористости. Всё дело в том, что пористость щебня меньше пористости песка. Поэтому сначала требуемый объём заполняют щебнем. Поры, оставшиеся между камнями, заполняются песком, а уже потом поры между песчинками заполняются цементным тестом. Даже учитывая высокую стоимость щебня, его использование оказывается выгоднее повышенного расхода цемента в случае заполнения большего объёма пор в песке.


В некоторых регионах соотношение цен цемент/песок/щебень может быть другим. В регионе может отсутствовать гранитный или гравийный щебень. В таких случаях бетон делают только из цемента и песка. При этом в прочности такой пескобетон теряет незначительно.

Давайте теперь подробнее остановимся на характеристиках песка и щебня, а также выясним, почему в качестве наполнителей не используются другие материалы.

Какой песок и щебень покупать

Размер зёрен песка описывается модулем крупности. Для бетонирования лучше всего подходит песок с модулем крупности больше 2,0 мм. Однако часто бывает, что в расположенном рядом карьере такого песка не добывают. В таком случае можно взять более мелкий песок и сэкономить на доставке.

Щебень бывает трёх видов: гранитный, гравийный и известняковый. Самый лучший и самый дорогой щебень — гранитный. Он получается путём дробления гранита и обладает самой высокой прочностью и показателем морозостойкости. Кроме того, в процессе дробления образуются камни с острыми гранями неправильной формы. Это улучшает сцепление щебня с цементным раствором (смеси цемента и воды) при производстве бетона. И уменьшает показатель лещадности — камни плотнее прилегают друг к другу, а, значит, образуется меньше пор, которые нужно будет заполнить песком и цементом. Одним из недостатков гранитного щебня является его возможный повышенный радиоактивный фон.

Гравийный щебень получают путём просеивания карьерной породы и, иногда, дроблением открыто залегающих крупных камней. Но чаще всего это именно камни округлой формы, отсеянные от песка. Гравийный щебень уступает по прочности гранитному. Кроме того у него хуже сцепление с бетоном и выше пористость. Однако у гравийного щебня отсутствует радиоактивный фон. Этот вид щебня также можно применять для приготовления бетона в малоэтажном жилищном строительстве, особенно если поблизости не добывается гранитный щебень.

Известняковый щебень использовать для приготовления бетона нежелательно. Он получается дроблением известняка, а в известняк входит карбонат кальция. Карбонат кальция способен растворяться в воде. Поэтому бетон из известнякового щебня во влажных условиях может со временем терять прочность из-за появления дополнительных полостей. А также из-за облегчения доступа воды к арматуре и её ускоренной коррозии.

Важное значение имеет фракция щебня, которая описывает размеры камней. Наиболее распространёнными являются фракции 5-20 (в составе щебня будут камни от 5 до 20 мм в диаметре) и 20-40. Щебень фракции 20-40 используется, как правило, для бетонирования крупных конструкций. Может использоваться для бетонирования фундаментов. Но в основном используется щебень фракции 5-20. Дело в том, что использование щебня той или иной фракции ограничивается тем, каким образом уложена в будущую бетонную конструкцию арматура. Камни щебня должны сводобно проникать между прутками арматуры. 20-миллиметровый щебень, как правило, этому условию удовлетворяет всегда. А вот 40-миллиметровые камни могут и застрять, из-за чего образуются пустоты, а арматура не склеивается с бетоном.

Итак, можно сделать следующий вывод. Идеальным для приготовления бетона будет карьерный мытый песок с модулем крупности больше 2,0 и гранитный щебень фракции 5-20.

Иногда частные застройщики пытаются сэкономить и добавить в бетон другие наполнители. Битый бетон и кирпич, крупные камни (бут). Особенно часто такие материалы используются при заливке фундаментов. Но делать этого нельзя. Кирпич обладает слишком малым показателем морозостойкости. Он будет впитывать влагу в фундаменте летом, а зимой из-за расширения накопленной воды, будет разрывать бетон на части. Как и кирпич, битый бетон (так называемый вторичный щебень) — слишком крупный для тщательного перемешивания в бытовой бетономешалке. А если эти материалы засыпать в опалубку при послойной заливке, невозможно добиться полного смачивания поверхности, что снижает прочность готового бетона. Крупный гравий (бут) плохо сочетается с частым армированием.

Прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона

Основной показатель, характеризующий бетон — это прочность. Как уже было сказано выше, прочность описывается маркой бетона (например, М250). Цифра после буквы «М» обозначает средний предел прочности на сжатие готовой бетонной конструкции в кгс/см². Иногда прочность характеризуют классом, тогда используется обозначение типа «В20», цифра здесь обозначает прочность на сжатие бетона в мПа с точностью в 95%. Между классом и маркой бетона есть прямое соответствие, поэтому в дальнейшем я всегда буду использовать понятие марка бетона.

При самостоятельном приготовлении бетона не нужно стремиться всегда изготовить максимально прочный бетон. Марка должна задаваться проектировщиком, и задача застройщика лишь обеспечить приготовление бетона нужной прочности. Впрочем, большинство индивидуальных застройщиков к услугам проектировщиков не обращаются. Поэтому имеет смысл сказать о том, для каких конструкций какая марка обычно используется, но лишь для примера:

М100 — М200 — стяжки полов, полы по грунту, стены, цоколь
М200 — М250 — фундаменты, перемычки, колонны, армопояса
М300 — перекрытия

Бетон также характеризуется морозостойкостью (например, F50), показывающей, сколько циклов замораживание-размораживание до существенной потери прочности выдержит образец бетона. Разумеется, чем выше морозостойкость бетона, тем лучше. Однако, в условиях ручного приготовления бетона в бетономешалке сильно повлиять на показатель морозостойкости невозможно.

Это же можно сказать и про показатель водонепроницаемости (например, W8). Чем выше показатель, тем больший напор воды выдержит бетон до того, как пропустит её через себя. В заводских условиях для повышения водонепроницаемости в бетон добавляются специальные гидрофобизирующие добавки, отсутствующие в широкой продаже. Поэтому если Вам нужно изготовить подвал или цокольный этаж в условиях высоких грунтовых вод, следует заказать бетон с высокой водонепроницаемостью на заводе.

К счастью, между показателями морозостойкости, водонепроницаемости и прочностью бетона имеется прямая зависимость. Поэтому даже не имея возможности добавить в смесь специальные добавки, повышая марку бетона, можно повысить его морозостойкость и водонепроницаемость.

Итак, единственное, на что может целенаправленно влиять застройщик — это на прочность бетона. Достигается это путём приготовления цементного раствора из точно определённой заранее массы воды и цемента.

Водоцементное соотношение

Водоцементное соотношение (обозначается как В/Ц) — это отношение массы воды к массе цемента в цементном растворе.

Неправильное В/Ц — слишком много воды

Чем ниже водоцементное соотношение, то есть чем меньше используется воды для приготовления бетона, тем прочнее получится бетон. Дело в том, что твердение бетона происходит за счёт реакции гирдатации минералов, входящих в состав цемента. При затворении смеси минералы начинают присоединять к себе молекулы воды. В результате начинают образовываться кристаллы, и смесь через некоторое время затвердевает. Для того, чтобы вся масса цемента прореагировала с водой, достаточно к 1 части цемента добавить всего ¼ часть воды (В/Ц = 0,25). Но со столь малым количеством воды не удастся перемешать бетонную смесь даже в заводских условиях, не говоря уже о маломощных бытовых бетономешалках. Поэтому воды добавляют больше, но всё же строго ограниченное количество.

Ниже представлена таблица, из которой становится понятно, какое водоцементное соотношение должно быть у цементного раствора, чтобы получить бетон требуемой марки:

Алгоритм определения В/Ц следующий:
1. Определяется требуемая марка бетона
2. Покупается цемент марки М400 или М500. Чем выше марка цемента, тем больше можно добавить воды в раствор.
3. По таблице на пересечении выбранных марок цемента и бетона определяется требуемое водоцементное соотношение.

Зная показатель В/Ц для нужной Вам марки, на этапе приготовления смеси в раствор вносится строго определённое количество цемента и воды. В таком случае спустя 28 дней (после набора прочности) бетон будет обладать прочностью выбранной марки.

Враги высокой прочности бетона

Выбирая водоцементное соотношение, можно определить максимальную марку бетона. Однако в процессе приготовления бетона, его укладки и твердения марка может снизиться, если не предпринять соответствующие меры.

1. Неправильно подобранные пропорции наполнителей
Как мы уже выяснили раньше, для удешевления бетона в него кладутся наполнители. Мы также выяснили оптимальные характеристики этих наполнителей. На этапе замеса бетона нужно добиться, чтобы на выходе получился монолитный продукт. То есть чтобы все поры между камнями щебня были заполнены песком, а все поры между песчинками были заполнены цементным раствором. Кроме того, поверхность абсолютно всех камней и песчинок должна быть смочена этим раствором. Это достигается путём расчёта правильной пропорции компонентов бетонной смеси и об этом мы подробно поговорим позже.

Избыток воды в смеси

Большинство застройщиков, замешивая бетон в бетономешалке, не имеют понятия о важности водоцементного соотношения и добавляют в мешалку воду на глаз с тем, чтобы полученный бетон было удобно укладывать лопатой. Понятно, что при этом говорить о каком-либо соответствии марки полученного бетона исходным планам не приходится.

С другой стороны, если Вы заранее определите водоцементное соотношение и попытаетесь замесить бетон, то Вас постигнет разочарование. Смесь получится сухой и неперемешанной, она будет прилипать к стенкам бетономешалки, а внутри останутся комки из слипшегося цемента. Но, как мы теперь знаем, добавлять больше воды нельзя, иначе не достичь заданной прочности бетона. Поэтому в раствор добавляют пластификатор.

Это специальный порошок или жидкость, который при перемешивании в растворе образует пену и упрощает смачивание поверхности щебня и песка. В результате то, что раньше было сухими комками превращается в перемешанную готовую к укладке смесь. Пластификаторы также могут обладать некоторыми дополнительными свойствами. Например, они могут незначительно повышать прочность бетона за счёт лучшего самоуплотнения смеси, а также могут снижать температуру замерзания воды, что важно при работе весной и осенью, когда возможны заморозки.

Следует отметить, что вода в бетономешалке может появиться не только из ведра с водой. И песок, и щебень не являются абсолютно сухими, в них уже содержится какое-то количество воды. Поэтому перед началом приготовления бетона нужно определить влажность песка и щебня и соответствующим образом уменьшить количество добавляемой в раствор воды.

При приготовлении бетона высоких марок добавления пластификатора скорее всего окажется недостаточно для того, чтобы хорошо перемешать все компоненты — смесь по-прежнему будет суховатой. В таких случаях не увеличивая количество песка и щебня в смесь добавляют больше цемента и воды, соблюдая выбранное ранее водоцементное соотношение. При этом смесь получается более подвижной и лучше перемешивается.

Избыток воздуха в застывшем бетоне

Мы уже говорили ранее, что песок и щебень должны быть подобраны таким образом, чтобы в готовом бетоне не оставалось пустых пространств. Например, из-за слишком крупных камней, которые не могут втиснуться между прутками арматуры. Но гораздо больший разрушающий вклад в прочность бетона вносит воздух, оказывающийся в приготовленной смеси естественным путём. Ведь смесь многократно перемешивается и буквально насыщается воздухом.

Обычно малограмотные бетонщики укладывают получившуюся смесь в опалубку и в лучшем случае производят так называемое штыкование — куском арматуры или лопатой совершают поступательные движения вниз-вверх с целью уплотнить смесь. Но штыкование неспособно вывести сколь-нибудь значимый объём воздуха из бетона, так как смесь получается довольно густая. Если такая смесь застынет, то внутри останется множество воздушных пор. Прочность бетона снизится, как и его морозостойкость и водонепроницаемость.

Чтобы не допустить подобного развития событий, необходимо применять вибратор. На конце вибратора находится тяжёлая металлическая вибрирующуая с большой частотой и мощностью булава. Её опускают в бетон и буквально сразу же на поверхности появляется множество всплывающих из глубины пузырьков воздуха. Бетон как будто закипает на глазах.

Одновременно с этим смесь значительно уплотняется и увлажняется, что также положительно влияет на прочность бетона и упрощает разглаживание поверхности. Но в длительном вибрировании заключается опасность. Если держать булаву вибратора в одном месте слишком долго, смесь начнёт расслаиваться на фракции. Тяжёлый щебень опустится вниз, лёгкий песок всплывёт вверх. Поэтому вибрирование следует прекращать как только закончилось интенсивное образование пузырьков воздуха. Не следует ждать с работающим вибратором, пока пузырьки лопнут — они сделают это позже самостоятельно.

Вытекание цементного раствора

Некоторые конструкции, например, фундаменты, заливаются на грунт. При этом, если не предпринять дополнительных мер, жидкая фракция бетонной смеси легко впитается в грунт. Из-за этого в оставшейся смеси будет не хватать цементного раствора для того, чтобы заполнить все поры между щебнем и песком. Чтобы этого не произошло, необходимо под будущую конструкцию подкладывать гидроизоляцию или плёнку и следить за тем, чтобы во время вязки арматуры целостность этих материалов не нарушалась.

Опалубка других изделий, например, перемычек или перекрытий в местах примыкания к стенам обычно не плотно прилегает к уже готовым конструкциям. В образовавшиеся щели точно также утечёт цементно-песчаный раствор, а в нижней части бетонной конструкции останутся одни камни.

Поэтому щели следует прокладывать сжимаемым материалом или заделывать монтажной пеной.

Неправильный уход во время набора прочности

Как только бетонная смесь уложена в опалубку, начинается процесс гидратации и кристаллизации. Как уже известно, часть воды соединится с цементом. Другая же будет постепенно испаряться через открытые воздуху поверхности. В жаркую погоду или при сильном ветре процесс испарения будет идти значительно быстрее процесса гидратации. Вода, которая нужна цементу для превращения в камень испарится раньше, чем успеет вступить в реакцию. Часть цемента так и останется порошком, то есть прочность изделия очень сильно пострадает.

Чтобы этого не произошло, открытую поверхность бетонных конструкций необходимо увлажнять в течение нескольких дней после заливки. Стремиться нужно к тому, чтобы даже верхние миллиметры бетона не пересыхали. Этого можно добиться, поливая бетон водой.

Важно определить момент начала увлажнения. Если начать слишком рано, пока бетон ещё не достаточно схватился, лишняя вода частично растворится в верхней массе бетона. Повысится водоцементное соотношение, следовательно снизится прочность. Если же начать слишком поздно, то помимо возможного пересыхания могут образовываться усадочные трещины, которые также негативно, хоть и некритично, сказываются на прочности изделия. Поэтому можно рекомендовать полив водой сразу после того, как бетон схватится, а верхняя его поверхность будет готова вот-вот полностью высохнуть.

Не всегда возможно стоять над уложенным бетоном и ловить нужный момент для начала увлажнения. В таком случае лучше будет плотно накрыть бетон плёнкой таким образом, чтобы ветер не задувал под плёнку.

Испаряющаяся влага будет конденсироваться на внутренней поверхности плёнки и капать обратно на бетон.

Заморозки

Бетон набирает марочную прочность в течение 28 дней. Всё это время вода постепенно реагирует с цементом. Но если вдруг в это время температура опустится ниже нуля градусов, вода, находящаяся в теле пока ещё непрочного бетона замёрзнет. Как известно, при замерзании вода расширяется. Кристаллы льда будут пытаться разрывать бетон изнутри и значительно снизят прочность. Бетон буквально может раскрошиться сам по себе. О мерах по предотвращению замерзания бетона мы поговорим подробно позже.

Преждевременное нагружение

Разумеется, если Вы попытаетесь нагрузить ещё не схватившуюся смесь, она потеряет форму — бетон ещё не обладает прочностью камня. Но и после схватывания прочность бетона обманчива. С виду он выглядит уже как камень и спустя сутки-двое после заливки (в зависимости от температуры воздуха) по нему уже можно ходить, не оставляя следов. Но это ещё не значит, что бетон готов. Он набирает прочность 28 дней, из них большую часть в течение первых 7 дней. Графики набора прочности в зависимости от температуры представлены на таблицах ниже.

Таким образом, если Вам понадобится нагрузить бетон ранее 28 дней, Вы должны свериться по графику — выдержит ли новый бетон Вашу нагрузку. Если нет, то в структуре бетона произойдёт необратимое разрушение части кристаллической решётки и прочность будет потеряна безвозвратно.

Пример: Средняя температура воздуха во время заливки перекрытия бетоном марки М300 была 5 градусов и сохранялась такой же на протяжении следующих дней. Необходимо определить, когда можно начинать ходить по бетону, не нарушая процесс твердения человеку весом 100 кг со ступнями 42-го размера. Площадь одной ступни в обуви 42-го размера равна 0,0235 м². Давление, следовательно, равно 100 х 9,81 / 0,0235 = 42000 Па или 0,042 мПа или 0,42 кгс/см2. Предел прочности на сжатие бетона марки М300 в возрасте 28 дней = 300 кгс/см2. Значит, для ходьбы по бетону необходимо достичь 0,42 / 300 = 0,14%. Это значение достигается ещё до момента полного затвердевания бетона при любой температуре, следовательно, ходить по перекрытию можно сразу после схватывания.

Впрочем, ситуации, когда нагружение бетона представляет собой серьёзное препятствие для темпа стройки весьма редки. Прежде всего, нельзя долгое время нагружать перекрытия. Все остальные конструкции допустимо нагружать практически на 2-3 день. Возьмём, к примеру, фундамент. Проектировщик определяет марку бетона так, чтобы фундамент был способен нести весь вес дома, да ешё эксплуатационную и снеговую нагрузку. Но ведь на третий день у Вас не появится весь дом сразу. В лучше случае Вы уложите пару рядов блоков, кирпичей или бруса. А их нагрузка минимальна и допустима для неокрепшего бетона. Как правило, скорость возведения стен и, соответственно, рост их веса отстают от скорости набора прочности бетоном.

Пример: Был залит ленточный фундамент шириной 300 мм бетоном марки М200. Средняя температура держится на уровне +10 градусов. Следующий этап стройки — укладка газобетонных блоков плотностью D400 высотой 250 мм и шириной 400 мм, недавно привезённых с завода. Определить, на какие сутки после заливки фундамента можно приступать к кладке стен.

Плотность блоков в сухом состоянии — 400 кг/м³, но во влажном состоянии при поступлении с завода блоки тяжелее на 60%. Площадь опоры 1 погонного метра стены равна 0,3 м². Вес 1 погонного метра стены равен 1 х 0,4 х 0,25 х 400 х 1,6 = 64 кг. Следовательно, давление, оказываемое одним погонным метром одного ряда стены равно 64 х 9,81 / 0,3 = 2093 Па или 0,02 кгс/см², что составляет 0,01% от прочности в 200 кгс/см² (прочности бетона на 28-ые сутки). Следовательно, блоки можно укладывать на фундамент сразу же после схватывания.

И уж тем большим атавизмом выглядит до сих пор широко распространённое мнение о том, что фундамент должен отстоять зиму или даже год! Это совершенно неверное утверждение с точки зрения прочности конструкции. А если рассматривать сооружение в целом, то для некоторых фундаментов (неутеплённых плит и мелкозаглублённых лент) зимовка наоборот может иметь катастрофические последствия.

Старый или небрежно хранящийся цемент

В отличие от песка и щебня цемент имеет срок годности, причём довольно небольшой — около полугода. После этого заявленная марка цемента снижается. Это означает, что для достижения такой же прочности бетона потребуется снизить количество воды в смеси, что не всегда возможно.

Разумеется, цемент нужно хранить в сухом проветриваемом месте, чтобы на него не попадали осадки, и чтобы по утрам и вечерам на мешки не выпадала роса. Идеально было бы заказывать мешки с цементом за несколько дней до использования. Или заворачивать их в дополнительную полиэтиленовую упаковку, препятствующую увлажнению и началу гидратации.

Лишние включения в тело бетона

Прежде всего речь идёт о глине, которая может содержаться в песке и щебне. Увлажнённая глина очень сильно расширяется при замерзании и способна разрушить бетон изнутри. Поэтому песок нужно покупать мытый. В идеале и щебень нужно промывать перед использованием, но это слишком трудоёмко. Достаточно смотреть, чтобы в бетономешалку не попадались комки земли и глины.

Вода для затворения смеси должна быть чистой и прозрачной. Мутная вода, скорее всего, содержит глинистые частицы. Также вода может содержать органические примеси, влияние которых на прочность бетона также негативное. Вынимайте из воды все опавшие листья, траву, насекомых и тому подобное.

Кроме лишних примесей, которые могут попасть в бетон вместе с материалами при затворении смеси, иногда в бетон сознательно укладываются дополнительные включения, что может быть опасно.

Например, существует способ крепления нижней части опалубки ленточных фундаментов, когда под деревянными щитами прокладывается связывающий их брусок. После снятия опалубки брусок так и остаётся в теле бетона. Как только фундамент увлажняется (просле обратной засыпки), брусок намокнет и разбухнет, что вполне может привести к трещинооборазованию. Вспомните, как древние египтяне добывали камни для своих пирамид. Они вкладывали деревянные клинышки в трещину в камнях и увлажняли клинышки водой. Клинышки набухали и откалывали огромные массы камня.

Исходя из вышеизложенного, на стройке должен существовать полный запрет на включение древесины в бетон. В том числе не допускаются деревянные подставки под арматуру.

Замес своими руками

Какой инструмент понадобится для приготовления бетона

Бетономешалка

В прошлом осталось то время, когда для замеса бетона приходилось использовать корыто и тяпку. Это был тяжёлый физический труд, к тому же для тщательного перемешивания компонентов в смесь приходилось добавлять больше воды, чем было необходимо, а сам замес отнимал много времени.

Сегодня рынок изобилует предложениями о продаже электрических бетономешалок, у которых отсутствуют указанные выше недостатки. С помощью электрического мотора вращается бак с бетонной смесью, установленный под некоторым углом к вертикали.

Внутри бака установлены лопатки, которые поднимают смесь наверх. А сверху смесь падает вниз под действием силы тяжести.

Таким образом происходит перемешивание всех компонентов.

Основная характеристика бетономешалки — это её объём. Продавцы указывают полный объём бака, обычно это от 120 до 180 литров. Однако в реальности получить по завершению одного замеса такое количество бетона невозможно. Во-первых, смесь перемешивается только в наклонённом баке. Причём, чем гуще смесь (и, следовательно, выше будет марка бетона из-за малого количества воды), тем сильнее потребуется наклонить бак для того, чтобы перемешать компоненты. Во-вторых, во время вращения смесь распределяется по стенкам, а не занимает объём только в нижней части. И, в-третьих, чем больше масса перемешиваемой смеси, тем выше должна быть мощность мешалки. Всё это приводит к тому, что реально возможный выход готового бетона не превышает 25% от заявленного полного объёма бака.

Бетономешалки бывают двух видов — с высокой установкой бака и с низкой. Мешалки с низкой установкой бака более мобильные, однако они имеют менее удобное управление наклоном бака (что критично при замесе бетона высоких марок), к тому же из них невозможно будет перегрузить бетон в тачку.

Поэтому я рекомендую приобретать или брать в аренду мешалку с высоким расположением бака.

Обязательно нужно убедиться в том, что венец и шестерня выполнены из чугунного сплава — это детали, подверженные наибольшему износу во время эксплуатации. Также следует запомнить, что эти детали всегда должны быть чистыми, на них не должен попадать цемент или песок. При этом категорически запрещается их смазывать — это только ускорит износ.

Уход за бетономешалкой во время эксплуатации сводится к периодическому подтягиванию ременной передачи и обязательной чистке и мойке бака после окончания каждой рабочей смены. Бетономешалку нельзя останавливать, если внутрь уже положены материалы для замеса. Включение бетономешалки с заполненным баком приведёт к перегрузке и преждевременному выходу мотора из строя. Если уж пришлось запускать нагруженную мешалку, то помогите ей, раскручивая бак руками.

Во время работы мешалку следует устанавливать на ровную горизонтальную поверхность. Грунт под бетономешалкой не должен быть рыхлым иначе возможно опрокидывание. Учитывая, что полностью загруженная мешалка будет весить свыше 120 килограммов, её падение может привести к очень серьёзным травмам.

Кроме мешалки

Для переноса готовой смеси к месту укладки обычно используется ёмкость для слива и вёдра либо тачка.

Ёмкость для слива по объёму должна соответствовать объёму готовой смеси. Следует учесть, что пластмассовые ёмкости, как правило, не имеют стенок повышенной жёсткости, поэтому при выливании в них большого объёма бетона (больше 60 литров) могут разломаться.

Вёдра же наоборот лучше использовать именно пластмассовые, объёмом до 12 литров. Металлические вёдра со временем теряют свою форму и сминаются.

Такими вёдрами уже невозможно точно отмерить нужное количество компонентов для замеса. А острые кромки вёдер в местах заломов цепляются за одежду. Пластмассовые вёдра этих недостатков лишены. Из возможных вариантов следует предпочесть те вёдра, в которых на внутренней стороне есть шкала объёма — это сильно упростит дозировку компонентов. Также обратите внимание на ручки вёдер — они должны быть толстыми. Большинство вёдер имеют тонкие металлические ручки, переносить тяжёлый щебень и бетон в таких вёдрах тяжело, это приводит к повреждению суставов пальцев. Если Вы всё же купили такие вёдра, их ручки легко можно усовершенствовать, одев на них кусок гофрированной трубы диаметром 20-32 мм, которая обычно используется для прокладки электрических кабелей.

Тачки, представленные на рынке, можно условно разделить на две категории. Лёгкие дешёвые тачки на одном колесе и более дорогие двухколёсные усиленные модели.
тачка1.jpg тачка2.jpg

Первые выигрывают по цене, но проигрывают по всем остальным параметрам. Служат недолго (вряд ли смогут перевезти больше 10 кубометров бетона), к тому же очень неустойчивы. Потребуется специальный рабочий, который будет держать тачку во время опорожнения бетономешалки — иначе тачка с бетоном опрокинется на бок. Тачки усиленной конструкции в 2-3 раза дороже, но служат дольше, способны перевозить большее количество бетона и не опрокидываются.

Во время укладки бетона крайне желательно пользоваться вибратором, чтобы уплотнить смесь и избавиться от растворённого в ней воздуха. К тому же вибрирование облегчает выравнивание и заглаживание поверхности, а бетон легче затекает в узкие места формы. В этих целях применяются глубинные вибраторы — с булавой на конце вала, и виброрейки — с длинной вибрирущей рейкой. Виброрейки применяются только при заливке полов и перекрытий, а глубинные вибраторы могут применяться всегда.

Если объём бетонирования по ходу строительства предстоит небольшой (например, фундамент при строительстве деревянного дома), то вибратор можно взять в аренду. В противном случае лучше всего будет купить небольшой дешёвый глубинный вибратор. Цена зависит от длины вала, но во всех случаях малоэтажного строительства можно обойтись самым коротким валом. При заливке высоких фундаментов и стен можно производить послойную заливку и вибрирование. Вибратор необходимо опускать между прутками арматуры. Не допускается длительное соприкосновение булавы вибратора с арматурным каркасом — от этого он перегружается и может выйти из строя.

Из недорогих инструментов понадобятся совковые лопаты (преимущество у лёгких вариантов) и мастерок. Если бетонную поверхность требуется разровнять и загладить, то следует купить гладкий шпатель (для узких конструкций) или правило (для полов и перекрытий). И шпатель, и правило можно заменить ровной гладкой доской, но идеального качества поверхности с ней не добиться — бетон будет липнуть к доске, а к металлу — нет.

Наконец, потребуется экипировать рабочих. Самая грязная работа — это вибрирование, в этот момент от вибратора во все стороны летят бетонные брызги. Поэтому желательно работать в защитной одежде и в очках. Попадание цементно-песчаного раствора в глаза очень неприятно. На руках должны быть одеты перчатки. Для подноса компонентов и во время работы с бетономешалкой лучше использовать обычные хлопчатобумажные перчатки. Они во время работы могут увлажняться от сырого песка или щебня, поэтому на одну смену потребуется несколько пар. Для работы по выравниванию больших поверхностей полов и перекрытий лучше одевать непромокаемые латексные перчатки, которые, к сожалению, быстро изнашиваются. Так что их придётся заготовить также несколько пар. Работать без перчаток или в сырых перчатках нежелательно — цементный раствор обладает сильной щелочной реакцией и буквально разъедает пальцы рук. Долгий контакт с ним может привезти к возникновению язвочек даже спустя всего одну рабочую смену.

В безветренную погоду или при работе в плохо вентилируемом помещении рабочему, отмеряющему цемент и засыпающему его в мешалку может потребоваться респиратор — цементная пыль очень лёгкая и долго оседает из воздуха.

Расчёт пропорции компонентов бетонной смеси

Ранее мы выяснили, какие компоненты нужны для приготовления качественного бетона. А сейчас настало время познакомиться с тем, как рассчитывать потребные количества этих компонентов или их пропорции. Понадобится провести несколько измерений и расчётов, что может показаться довольно утомительным и скучным занятием. Но зато в итоге Вы сможете получить действительно качественный бетон, соответствующий нужной Вам марке. Расчёты будем сопровождать примером. А для ленивых я написал приложение для смартфона, в нём пропорции можно рассчитать за 1-2 минуты.

I. Сбор исходных данных

1. Определяем водоцементное соотношение
Чтобы определить водоцементное соотношение, Вам нужно знать, цемент какой марки у Вас куплен (М400 или М500), и бетон какой марки Вы хотите получить. По таблице на пересечении нужных марок определяем показатель В/Ц:

Пример: Предположим, мы хотим залить бетонную перемычку маркой М250. И у нас куплен цемент марки М500. В таком случае, нам нужно добиться водоцементного соотношения, равного 0,62.

Определяем пустотность и влажность песка и щебня

Поскольку для получения прочного бетона нам необходимо заполнить цементным раствором все поры между щебнем и песком, нам для этого нужно знать, сколько же этих пор содержится именно в наших наполнителях. Кроме того, и песок, и щебень обладают собственной влажностью. Ведь они хранятся на улице и увлажняются дождём и росой. Находящаяся на камнях и песчинках вода точно так же реагирует с цементом в процессе твердения бетона, поэтому её количество необходимо учесть перед тем, как определять нужный объём воды, наливаемый в бетономешалку из ведра.

Для определения пустотности материалов потребуется их высушить. Проще всего во второй половине солнечного дня аккуратно собрать в 12-литровые вёдра верхний слой песка и щебня с соответствующих куч — они будут практически сухими. В дождливую погоду придётся сушить материалы в помещении. Трамбовать материалы не следует. Далее следует взять ещё одно 12-литровое ведро и полностью наполнить его водой. Затем в ведро с щебнем медленно наливаем воду из ведра с водой и останавливаемся как только вода сравняется с уровнем щебня, т. к. когда ведро будет полностью занято водой с щебнем, все поры будут заполнены водой. После этого определяем, сколько воды осталось во втором ведре и, соответственно, сколько воды было потрачено.

Разделив объём потраченной воды на 12 литров (объём ведра с насыпанным щебнем) получим показатель пустотности. Аналогично следует поступить с песком.

Пример: В одно ведро насыпали 12 литров щебня, в другое налили 12 литров воды. Затем из второго ведра стали заполнять первое. Когда вода дошла до краёв, оказалось, что во втором ведре осталось 7,8 литров воды. Это означает, что в первое ведро мы налили 12 — 7,8 = 4,2 литра. Значит, между камнями щебня имеются пустоты объёмом 4,2 литра. А пустотность щебня равна 4,2 / 12 = 35%.
Аналогичную операцию проделали с ведром песка, не уплотняя его. После полного замачивания песка, когда вода проступила на поверхности, во втором ведре осталось 6,6 литров воды. Это означает, что в первое ведро мы налили 12 — 6,6 = 5,4 литра. Значит, между песчинками имеются пустоты объёмом 5,4 литра. А пустотность песка равна 5,4 / 12 = 45%.

Теперь определяем влажность. Проделаем всё то же самое, только в вёдра будем насыпать не сухой песок и щебень, а влажный. Лучше всего взять его из разных мест в куче, потому что на дне материалы более влажные, чем сверху. Также следует поступать и при замесе бетона.

В результате замера у нас получатся данные об объёме пор влажных материалов. После этого нужно определить разницу пор сухого и влажного материала — это и будет объём воды, содержащийся в песке или щебне естественной влажности.

Пример: В одно ведро насыпали 12 литров влажного щебня, в другое налили 12 литров воды. Затем из второго ведра стали заполнять первое. Когда вода дошла до краёв, оказалось, что во втором ведре осталось 8 литров воды. Это означает, что в первое ведро мы налили 12 — 8 = 4 литра. Значит, между камнями щебня имеются пустоты объёмом 4 литра. По сравнению с сухим щебнем объём пустот уменьшился на 4,2 — 4 = 0,2 литра. Значит, влажность щебня равняется 0,2 / 12 ≈ 2%.
Аналогичную операцию проделали с ведром влажного песка. После полного замачивания песка, когда вода проступила на поверхности, во втором ведре осталось 7,6 литров воды. Это означает, что в первое ведро мы налили 12 — 7,6 = 4,4 литра. Значит, между песчинками имеются пустоты объёмом 4,4 литра. По сравнению с сухим песком объём пустот уменьшился на 5,4 — 4,4 = 1 литр. Значит, влажность песка равняется 1 / 12 ≈ 8%.

Кстати, если на стройке имеются весы, то определить влажность можно ещё проще. Просто разделите разницу в весе сухого и мокрого песка (щебня) на вес влажного компонента.

Определяем насыпную плотность цемента и плотность цементного раствора

Теперь нам нужно выяснить характеристики нашего цемента. Для этого вёдра использовать необязательно, цемент — однородный материал. Чтобы лишнего не портить, достаточно взять мерный стакан.

Поскольку водоцементное соотношение рассчитывается по массе воды и цемента, а замешивать бетон гораздо удобнее, определяя количество компонентов в литрах, нам нужно определить насыпную плотность цемента. То есть сколько килограмм будет весить 1 литр цемента, только что насыпанного из мешка. В таком цементе содержится большое количество воздуха, поэтому плотность получится в районе 1100 кг/м3 (или 1,1 кг/л).

Пример: Насыпаем в мерный стакан объёмом 300 миллилитров цемент. И взвесим его на кухонных весах (обладающих достаточной точностью). Получим результат — 330 грамм. Значит, насыпная плотность цемента равна 330/300 = 1,1 кг/литр.

Наконец, необходимо провести последнее измерение — определить плотность цементного раствора с выбранным нами ранее водоцементным соотношением. Для этого в уже использованный мерный стакан осторожно наливаем воду. Объём воды, который нужно взять, рассчитывается по формуле:

Объём воды = масса цемента * водоцементное соотношение.

Перемешиваем смесь и определяем её новый объём. Общую массу использованного цемента и воды делим на полученный объём и получаем плотность цементного раствора.

Пример: Мы определили, что вес 300 мл цемента равен 330 граммам. А согласно п. 1 нам требуется водоцементное соотношение, равное 0,62. Значит, в этот же мерный стакан требуется налить 330 х 0,62 = 205 грамм воды. Не стоит переживать, что вода в стакан не влезет. Наоборот, после тщательного перемешивания смесь цемента и воды будет занимать даже меньший объём, чем было раньше. К примеру, он может получится равным 270 миллилитров.
Общая масса цемента и воды в стакане равняется 330 + 205 = 535 грамм. Значит, плотность цементного раствора равняется 535 / 270 = 1,98 кг/литр

Расчёт нужных пропорций

Определяем потребное количество щебня

В идеальном случае, нам нужно было бы взять такой объём щебня, какой объём бетона мы хотим получить. Ведь из всего вышесказанного следует, что мы лишь заполняем поры внутри щебня песком и цементным раствором. Значит, бетона никак не может получиться больше, чем взято щебня. Но есть одна практическая тонкость. Поскольку в реальности добиться того, чтобы 100% песчинок встали на свои места между камнями щебня не получится, желательно взять песка немного больше, чтобы был небольшой запас и все поры всё же были точно заполнены. И, соответственно, щебня нужно взять немногим меньше, чем требуемый объём бетона.

Пример: Расчёт пропроций удобно вести ориентируясь на нужный объём бетона, например, 1000 литров. Тогда щебня потребуется на 5% меньше, то есть 1000 — 1000 х 0,05 = 950 литров. 5% заполним впоследствии дополнительным песком.

Определяем потребное количество песка

Ранее мы определили пустотность щебня. Теперь определим объём пор, которые нужно заполнить песком — это и будет объём нужного песка. И не забудем прибавить к нему дополнительный песок из пункта 1.

Пример: Нам нужно заполнить поры 950 литров щебня. Пустотность сухого щебня, определённая ранее равна 35%. Значит, нам потребуется 950 х 0,35 = 333 литра песка для заполнения этих пор и ещё 50 литров из пункта 1. Всего 333 + 50 = 383 литра песка.

Определяем нужное количество цементного раствора

Аналогичным образом определяем количество цементного раствора, которым нужно заполнить поры между песком. Кроме того, из практики известно, что если в смесь добавить лишь рассчитанное количество раствора, то даже с учётом применения пластификаторов, смесь не перемешается и будет слишком сухой и малоподвижной. Укладывать её будет неудобно. Поэтому ориентируясь на свой практический опыт, я рекомендую увеличивать объём раствора на 20-30%, чтобы не потерять в качестве из-за плохого перемешивания компонентов и неплотной укладки бетона.

Пример: Нам нужно заполнить поры 383 литров песка. Пустотность сухого песка, определённая ранее равна 45%. Значит, нам потребуется 383 х 0,45 = 172 литра цементного раствора. Добавим 20% сверху, чтобы смесь была подвижной, получится 172 х (1 + 0,2) = 206 литров раствора.

Определяем объём потребного цемента

Зная объём нужного цементного раствора, можно определить объём цемента в этом растворе. Для этого сначала переводим объём раствора в массу, умножая его на известную нам плотность раствора. Поскольку нам известно отношение, в котором смешивались вода и цемент для получения раствора, можно легко найти массу цемента. А, разделив массу цемента на его насыпную плотность, получим искомый объём.

Пример: Плотность 206 литров раствора, как мы определили ранее равняется 1,98 кг/литр. Значит, масса этого раствора равняется 206 * 1,98 = 408 кг.
В/Ц = 0,62, значит, раствор состоит из 1 массовой доли цемента и 0,62 массовых долей воды. Поэтому найти массу цемента можно так: 408 * 1 / (1 + 0,62) = 252 кг.
И от массы цемента нужно перейти обратно к объёму, потому что взвешивать каждое ведро цемента во время приготовления бетона неудобно. Проще определять объём по рискам на ведре. Насыпную плотность мы знаем, поэтому потребный объём цемента будет равен 252 / 1,1 = 229 литров.

Определяем объём воды

Из пункта 4 нам известен вес потребного цемента. Перемножив его на известное водоцементное соотношение найдём массу воды. После этого из полученной массы нужно вычесть ту воду, которая содержится в щебне и песке естественной влажности — для этого мы определяли ранее влажность этих материалов.

Пример: Нам требуется 252 кг цемента. Значит, воды нужно 252 х 0,62 = 156 кг или 156 литров (т. к. плотность воды равняется 1 кг/литр)
Определим объём воды, содержащийся во влажном щебне, перемножив объём щебня на показатель его объёмной влажности: 950 х 0,02 = 19 литров.
Аналогично определим объём воды, содержащийся во влажном песке: 383 х 0,08 = 31 литр.
Получается, что 31 + 19 = 50 литров воды уже содержится в песке и щебне. Значит, в замес нужно будет добавить всего 156 — 50 = 106 литров воды.

Определяем пропорцию компонентов бетона в долях, литрах и вёдрах

Выполнив пункты 1-5 мы получили объём компонентов, требующийся для приготовления 1000 литров бетонной смеси. 1000 литров были взяты для удобства расчёта, но в реальности, конечно, бытовых бетономешалок таких объёмов нет. Поэтому необходимо перейти от абсолютных значений к пропорциям.

За единицу принимается объём требуемого цемента. Тогда доли остальных компонентов можно получить, поделив объём компонента к объёму цемента.
Пример: Мы выяснили, что для приготовления 1000 литров бетона нужно взять 106 литров воды, 229 литров цемента, 383 литра песка и 950 литров щебня.

Доля цемента = 1
Доля воды = 106 / 229 = 0,46
Доля песка = 383 / 229 = 1,7
Доля щебня = 950 / 229 = 4,1

Пропорция записывается так:
0,46: 1: 1,7: 4,1
(вода: цемент: песок: щебень)

Как видно, это довольно далеко от «стандартной» 1: 3: 5!

Зная пропорцию, можно легко определить нужный объём для одного замеса. Опытным путём следует определить, какое максимальное количество бетона может приготовить бетономешалка. Тогда этот объём будет равен объёму щебня, а объём остальных компонентов можно вычислить с помощью полученной пропорции.

Пример: В широко распространённой на рынке бетономешалке номинальным объёмом 180 литров получается замесить не более 40 литров бетона за раз. Поскольку щебень и песок удобно отмерять вёдрами, возьмём за основу для расчёта 3 полных ведра щебня или 36 литров.

Если 36 литров — это 4,1 долей (из вычисленной пропорции), то 1,7 долей песка — это 15 литров (1,7 х 36 / 4,1), т. е. 1 полное ведро и ¼ второго ведра.

Цемента следует взять 8,8 литра (1 х 36 / 4,1), т. е. ¾ ведра

А воды — 4 литра (0,46 х 36 / 4,1), т. е. ⅓ ведра.

Можно ли избежать этих долгих расчётов? Вообще говоря, нет. Однако следует понимать, что нужно приготовить 10-12 кубометров бетона прежде, чем потребуется снова измерить пустотность песка и щебня из других куч. Плотность цемента и вовсе можно измерить только один раз, в самом начале. Если что и может измениться, так это влажность песка и щебня. Например, если пройдёт дождь. Но при этом пересчитывать все пропорции совершенно не нужно. Достаточно внести корректировку лишь в объём воды в одном из последних пунктов расчёта.

Процедура замеса

Итак, весь инструмент закуплен, пропорции тщательно подсчитаны. Самое время, наконец, включить бетономешалку и приступить к приготовлению бетона. Однако компоненты бетонной смеси лучше всего вносить в бетономешалку в определённом порядке. Кроме того, следует постоянно регулировать угол наклона бака мешалки.

Первым делом устанавливается самый маленький угол наклона, а в уже крутящийся бак заливается весь объём воды. Если это не первый замес, то вода поможет очистить стенки от налипших остатков бетона из предыдущего замеса. Впрочем, полностью она растворить налипшие остатки не в состоянии.

Поэтому во вторую очередь в бетономешалку высыпают первое ведро щебня. Перекатывающиеся по стенкам камешки в перемешку с водой очищают оставшийся бетон.

Далее следует залить в бетономешалку пластификатор. Дозировка должна быть указана на упаковке, обычно она пропорциональна весу цемента. Пластификатор растворяется в воде и образует пену, иногда в два раза превышающую по объёму засыпанный ранее щебень с водой. А пена — это залог лёгкого перемешивания. Если пластификатор залить в смесь уже после добавления цемента, то эффект будет не столь сильный. В самом конце замеса, когда по какой-то причине оказалось, что бетон слишком густой и сухой, добавление пластификатора и вовсе не даст никакого эффекта.

После пластификатора можно засыпать половину от оставшегося щебня. При этом камешки хорошо увлажнятся и покроются пеной.

Самое время добавить весь отмеренный цемент. И увеличить угол наклона бака на одну позицию. Цемент лучше высыпать в бак постепенно. Если его высыпать весь разом, то его часть сразу же прилипнет ко дну мешалки, после чего его придётся отковыривать оттуда подручными средствами. В то же время, из-за медленного засыпания цемента образуется много цементной пыли, вдыхать которую чрезвычайно вредно. Выбирайте ветренный день, задерживайте дыхание или пользуйтесь респиратором.

Поначалу смесь покажется Вам довольно густой. В баке определённо появятся комки. Но уже через несколько десятков секунд цемент должен полностью раствориться. Продолжительность этого зависит от объёма воды. Чем крепче нужен бетон. Тем дольше придётся ждать. После того, как камни равномерно покроются цементным раствором можно засыпать весь оставшийся щебень.

И, наконец, постепенно можно добавлять отмеренную порцию песка. Лучше разбить её на пару частей, чтобы смесь успевала перемешаться и увлажниться. При этом бак стоит наклонить ещё на одну позицию вниз. Песок чаще всего скапливается на стенках бака и в основании лопаток. Поэтому, возможно, придётся оттуда его счищать мастерком или палкой.

Что делать, если замес получился слишком сухой и не перемешался? Во-первых, возможно, следует подержать смесь подольше в работающей бетономешалке. Чем дольше крутится бак, тем жиже получается готовая смесь (в определённых пределах, конечно). Если продолжительный замес не помогает, то следует подумать о добавлении в последующие замесы большего количества цементного раствора. Ни в коем случае нельзя добавлять одну воду. Вспоминайте какое у Вас водоцементное соотношение. И если добавляете воду, то к ней же должны добавить и количество цемента, равное по массе объёму воды, делённому на водоцементное соотношение.

Так делать нельзя
Иван добросовестно определил пустотность и влажность песка и щебня. Но вот мерного стакана у него не оказалось, поэтому он решил выяснить насыпную плотность цемента в интернете. И выяснил, что она равняется 1,3 кг/литр. А на самом деле плотность его цемента была 1,1 кг/литр. В результате была допущена ошибка и вместо нужного количества цемента в 252 кг на кубометр бетона, в смесь попало всего 213 кг. Это привело к повышению водоцементного соотношения с 0,62 до 0,73. А Иван вместо бетона М250 получил М200.
Так делать нельзя
Пётр нанял на бетонирование ответственной перемычки над большим оконным проёмом Махмуда и подробно ему объяснил, какие пропорции должны соблюдаться во время замеса бетона. А сам уехал на работу. Вечером довольный Маухмуд отчитался перед Петром, сообщив, что песок, щебень, цемент и воду клал точно, как ему сказали. Но бетон перемешивался плохо и прилипал к стенкам бетономешалки. Поэтому Махмуд решил схитрить и добавлял в каждый замес ещё по 2 литра воды. Пётр хитрость не оценил и выгнал Махмуда с работы. А вместо марки бетона М250 получил марку М150 и в наступившие выходные долго возился, разбирая уже успевшую схватиться перемычку.

Бетонирование при отрицательных температурах

Заморозки

Строительный сезон короток и, чем севернее располагается стройка, тем меньше времени у застройщика, чтобы в тёплое время года успеть выполнить все предусмотренные проектом бетонные работы. Уже в конце лета начинаются ночные заморозки, что приводит к дополнительным сложностям в процессе бетонирования.

Мороз губителен для бетона. Вода вступает в реакцию с цементом в течение долгого времени (марочная прочность набирается в течение 28 дней). Если в любой из этих дней бетон замёрзнет, то марочную прочность он в последствии уже не наберёт. Происходит это от того, что замерзающая вода, ещё не успевшая вступить в реакцию с цементом, расширяется. В бетоне нарастает внутреннее давление и он буквально разрывается изнутри. В интернете легко можно найти фотографии фундаментов, залитых осенью и замёрзших. Такие фундаменты на следующий год выглядят как набор отслаивающихся друг от друга камней. И единственный способ продолжения строительства — это демонтаж такого замёрзшего фундамента и постройка нового.

 

Чем раньше замёрзнет твердеющий бетон, тем больше он потеряет в прочности. Абсолютно недопустимо замерзание бетона в период схватывания. Но и в последующие несколько дней заморозка конструкции приведёт к потере более половины прочности.

Поэтому прежде всего застройщик должен таким образом спланировать свою стройку, чтобы постараться вообще не попадать в зону отрицательных температур. Бетонирование в период возможных заморозков — это крайняя мера, вынужденная и не идущая на пользу прочности строения. А бетонирование зимой, когда точно известно, что температура долгое время будет ниже нуля в условиях самостоятельного приготовления бетона абсолютно неразумно.

И всё же, что можно предпринять, чтобы максимально снизить отрицательный эффект холодных температур?

В первую очередь, нужно тщательно следить за прогнозом погоды. Причём не только на ближайшие дни, но на месяц вперёд. Конечно, прогноз часто ошибается в деталях. Но с долгосрочной температурной тенденцией работать можно. Вполне может сложиться такая ситуация, что на ближайшую неделю-две прогнозируют заморозки. А через 2 недели наступит оттепель. Тогда бетонные работы лучше всего перенести на это время.

Прогноз следует узнавать для ближайшего населённого пункта, но не для крупного города. Крупные города сглаживают колебания температуры. А за городом в ясную ночь температура может упасть больше, чем на 10 градусов.

Следить за прогнозом ночных температур нужно и в первые и последние дни лета, не говоря уже о мае и сентябре. В эти дни ночные заморозки кратковременны и несильны, но и они могут привести к замерзанию верхних слоёв бетона и последующему их отслоению. Особенно это критично для стяжек и перекрытий.

Если по прогнозу ожидаются кратковременные заморозки, то основная работа по предотвращению замерзания бетона сводится к утеплению залитой конструкции. Дело в том, что реакция гидратации происходит с выделением тепла. Поэтому чем массивнее конструкция, тем больше у неё шансов остаться в положительной зоне температур. В любом случае нужно использовать не только выделение тепла, но и то тепло, что накопилось в бетоне за день — во время бетонирования. Для этого следует утеплить опалубку, накрыть поверхность бетона теплоизолирующими материалами. Если на улице ветренно, следует оградить бетон от ветра, чтобы исключить ускоренный теплообмен. Но всё это сработает только если температура упадёт не ниже -2 — -3 градусов не более, чем на 2-3 часа.

Устойчивая погода с температурой ниже нуля

Во всех остальных случаях следует применять более дорогие и трудоёмкие меры защиты.

Во-первых, в качестве пластификатора следует использовать тот, что несколько снижает температуру замерзания бетона.

Во-вторых, на рынке существует множество противоморозных добавок в бетон. Но важно понимать, что основное предназначение подобных добавок — это сохранить бетон незамёрзшим во время замешивания, доставки до опалубки, укладки и вибрирования. В дальнейшем эффективность этих добавок невысока. Самые лучшие из них обеспечивают набор лишь 30% от марочной прочности бетона на 28-ые сутки. Это означает, что если через месяц Вам нужен бетон с маркой М150, то Вы можете замесить бетон М350 и добавить в смесь противоморозную добавку. Если же через месяц Вам нужен М300, то с одними противоморозными добавками добиться этого будет нереально.

Большим соблазном является использование обычной поваренной соли или устаревших дешёвых добавок. Не допускайте такую ошибку — подобные добавки вызывают ускоренную коррозию арматуры.

Единственный способ обеспечить набор 100% прочности бетона — это греть его во время созревания. Начинать подогрев нужно ещё до замеса бетона. Во-первых, нужно переместить песок, щебень и цемент в отапливаемое помещение (если оно, конечно, есть). Во-вторых, воду, используемую для приготовления бетона, нужно подогревать до 40-70 градусов. Точное значение температуры, до которой следует подогревать воду, лучше уточнить в инструкции к противоморозной добавке. Во избежание заваривания цемента, его следует насыпать в бетономешалку только после щебня, когда общая температура смеси упадёт до 30-40 градусов.

После укладки бетона необходимо обеспечить его дальнейший прогрев. Чем выше будет температура бетона, тем быстрее он наберёт большую часть своей прочности.

Один из способов — строительство тепляка над бетонной конструкцией. В этом случае помимо утеплённой опалубки вокруг твердеющей бетонной конструкцией строят замкнутый контур из стен и крыши. Внутрь устанавливают нагревательный аппарат, чаще всего — тепловую пушку. И продолжают прогрев в течение как минимум недели (в зависимости о того, сколько процентов прочности Вы можете позволить себе потерять от марочной прочности, на которую были рассчитаны компоненты замеса). Строительство тепляка — это лишние трудовые и временные затраты. К тому же придётся покупать или брать в аренду тепловую пушку и круглосуточно следить за тем, чтобы она работала. Ведь если оставить тепляк на ночь без присмотра, а у пушки, к примеру, кончится топливо, за ночь температура легко опустится ниже нуля и все затраты будут напрасными.

В настоящее время индивидуальным застройщикам выделяется максимум 15 кВт электрической мощности, чего может и не хватить для обогрева тепляка электрическим нагревательным аппаратом. А, значит, скорее всего Вам понадобится дизельное топливо или газ в большом количестве. Следует предусмотреть место для его хранения.

Другой способ — нагрев бетона изнутри. В этом случае во время подготовки конструкции к бетонированию наряду с арматурой внутрь укладывается специальный греющий кабель. На больших стройках применяется обычно кабель марки ПНСВ совместно с прогревающим трансформатором. К сожалению, индивидуальному застройщику это оборудование использовать затруднительно, поскольку трансформатор подключается к трёхфазной сети. И покупка, и аренда такого трансформатора обойдётся довольно дорого.

Поэтому можно предложить другой способ прогрева бетона. Только вместо промышленного кабеля лучше применить кабель от электрического тёплого пола или обогревающий кабель для труб водоснабжения. Это тоже довольно дорогой вариант, но он, по крайней мере, реализуем в двухфазной сети и не требует столь большой электрической мощности. Из инструкции к кабелю можно определить, сколько Ватт тепловой мощности выделяет 1 погонный метр. С другой стороны можно определить теплопотери бетонной конструкции при заданной температуре твердения бетона, температуре окружающей среды и материалах опалубки. Суммарная мощность кабеля должна быть равна теплопотерям. Исходя из этого можно определить длину кабеля и способ его укладки.

Отдельно стоит упомянуть о подготовке конструкции к заливке. На поверхности опалубки и на арматуре не должно быть ни снега, ни наледи. Их нужно счистить механическим способом, либо разогреть газовой горелкой или сроительным феном. Во время снегопада бетонирование не производится. А от возможных осадков в будущем бетон сразу же укрывается.

Пример: Требуется залить армопояс в газобетонном доме. Высота армопояса — 250 мм, ширина — 200 мм. Армопояс совмещён с оконными перемычками, поэтому через 2 недели его прочность должна соответствовать марке М200, чтобы выдержать нагрузку от монтируемой стропильной системы и кровли. Самые большие теплопотери прогнозируются в местах перемычек, где снизу бетон будет отделён от внешней среды слоем газобетона толщиной 100 мм. С внешней стороны от улицы его будет отделять слой газобетона 50 мм и слой пенопласта 50 мм. С внутренней стороны — газобетон 100 мм. Сверху в первые 2 недели твердения армопояс будет накрыт пенопластом толщиной 100 мм. Средняя ночная температура воздуха в течение двух недель прогнозируется в районе -5.

Для начала определим, какой марки требуется замесить бетон, если греющий кабель будет обеспечивать температуру бетона +15. Из графика набора прочности бетона определяем, что при такой температуре бетон за 14 дней наберёт около 70% от своей прочности. Поскольку нам нужно к этому моменту иметь прочность, характеризующуюся маркой М200, смесь нужно приготовить в расчёте на марку М300 (200 кгс/см² / 0,7 = 286 кгс/см²).

Посчитаем теплопотери 1 погонного метра армопояса при внутренней температуре +15 градусов и внешней -5 градусов.

Теплопроводность газобетонной кладки = 0,14 вт/(м*оС)
Теплопроводность пенопласта = 0,035 вт/(м*оС)

Теплопотери вниз = 1 х 0,2 х (15 — -5) / (0,1 / 0,14) = 5,6 Вт.
Теплопотери наружу = 1 х 0,25 х (15 — -5) / (0,05 / 0,14 + 0,05 / 0,035) = 2,8 Вт.
Теплопотери внутрь = 1 х 0,25 х (15 — -5) / (0,1 / 0,14) = 7 Вт.
Теплопотери вверх = 1 х 0,2 х (15 — -5) / (0,1 / 0,035) = 1,4 Вт.

Всего: 5,6 + 2,8 + 7 + 1,4 = 16,8 Ватт

Следовательно, нужно купить такой кабель, который на 1 погонный метр выделял бы 16,8 Ватт.

Принимая во внимание цены, сложившиеся в Ленинградской области в 2014 году, посчитаем, насколько меры по предотвращению замерзания бетона увеличивают его стоимость.

Себестоимость бетона М300 — около 3500 р./м³, значит, армопояс сечением 200х250 обойдётся в 175 р.
1 п. м. кабеля мощностью 16 Вт стоит 190 р.
Пенопласт толщиной 100 мм, закрывающий 1 п. м. армопояса будет стоить 60 р.
1 кВт*час электроэнергии стоит 2,37 р.

Значит, дополнительные затраты: 190 + 60 + 16 /1000 х 2,37 х 24 х 14 = 263 рубля.

Отсюда вывод: бетонирование в условиях отрицательных температур дороже в 2,5 раза!

Основные идеи армирования

Практически любая бетонная конструкция, возводимая в процессе малоэтажного строительства требует включения в свой состав арматуры. Исключение, пожалуй, можно сделать лишь для небольших тротуарных плиток. В рамки данной темы не входит рассказ о том, каким образом можно рассчитать армирование того или иного изделия. Однако застройщику, самостоятельно бетонирующему конструкции, пригодятся некоторые практические советы по работе с арматурой.

Для начала давайте вспомним, каким именно образом работает бетон под нагрузкой. Если представить себе бетонную балку, опёртую на две боковых стены, то под нагрузкой балка начнёт прогибаться. В отличие от деревянных, прогибы бетонных изделий на глаз обычно незаметны. И тем не менее, чем больше будет нагрузка, тем сильнее будет прогиб. При этом бетонная балка, как единая конструкция, будет испытывать разные силы в разных своих частях. Площадь поверхности нижней части балки во время прогиба увеличится, и бетон там будет испытывать силы растяжения. Тому же количеству материала нужно будет заполнить больший объём. В верхней части балки под нагрузкой наоборот бетон будет сжиматься и испытывать, соответственно, силы сжатия.

Бетон хорошо сопротивляется силам сжатия, в 10-20 раз лучше, чем силам растяжения. Это означает, что если бы бетонные изделия изготавливались исходя из предела прочности на растяжение, сжимаемая часть бетона была бы излишне прочной, что было бы экономически нецелесообразно. А прочность растягиваемой части бетона не позволила бы применять бетон в том многообразии конструкций, в котором он представлен в настоящее время.

Чтобы решить эти проблемы, в растянутой зоне бетона укладывают арматуру — металлические или композитные (стеклопластиковые, базальтовые) прутки. Арматура гораздо лучше бетона работает на растяжение. А поскольку во время застывания бетон склеивается с арматурой, то под нагрузкой в растянутой зоне не возникает разрушения бетона — арматура принимает сопротивление разрушению на себя.

Исходя из вышесказанного, можно легко определить, где и в каком направлении должна располагаться арматура в зависимости от типа бетонируемой конструкции. Если фундамент или балка может прогибаться в двух направлениях (вниз или вверх), тогда продольную арматуру укладывают и в нижней части изделия, и в верхней. Если же элемент будет прогибаться только вниз, то рабочую арматуру укладывают только в нижнюю зону бетонируемого элемента.
схема перемычки.png

Направление арматурных стержней должно быть перпендикулярно силе, приложенной к бетонной конструкции, иначе арматура работать не будет.

Помимо продольной арматуры во многих элементах должна применяться и поперечная. Обычно она выполняется в виде рамок или хомутов, заключающих в себя в своих углах продольные стержни арматуры. Такие рамки устанавливаются для обеспечения прочности наклонных или пространственных сечений в фундаментах, перемычках, колоннах.

Поскольку довольно часто индивидуальные застройщики интересуются лишь количеством продольной арматуры, поперечной арматуре отводится лишь роль конструкционной. То есть она выполняет роль поддержки арматурного каркаса в нужном месте в пространстве до заливки бетонной конструкции. Поэтому в перемычки и фундаменты часто ставят рамки с шагом 500 мм и даже больше. Что, как правило, недостаточно для обеспечения прочности наклонных сечений. Количество и расположение поперечной арматуры должно быть так же рассчитано проектировщиком, как и количество продольной арматуры.

Как правило, схема расположения продольной арматуры перемычки или фундаментной ленты представляет собой минимум 2 прутка снизу и 2 прутка сверху (иногда именно конструкционных, для крепления рамок, и потому — меньшего диаметра).

(при установке будет перевёрнута, внизу будет больше нитей арматуры)

При этом прутки укладываются внутрь рамок в углы. А если нагрузка на элемент предполагает использование большего количества прутков, они должны быть равномерно распределены. Соответственно, и рамки должны быть согнуты таким образом, чтобы по форме напоминать квадрат с минимальным радиусом изгиба в углах. А не произвольной формы замкнутые элементы, согнутые с большим радиусом изгиба на коленке.

Стоит также отметить, что в основном применяется ребристая арматура (арматура периодического профиля). Маленькие рёбрышки на поверхности прутка значительно усиливают силу сцепления арматуры с бетоном. В продаже имеется гладкая арматура. Обычно её используют для изготовления рамок. Если же по каким-то причинам необходимо использовать гладкую арматуру в качестве продольной, то её концы обязательно загибают, чтобы предотвратить отклеивание от бетона и продольное смещение под нагрузкой.

Работа с арматурой

Почему не следует заменять металлическую арматуру композитной

Около двух столетий под железобетоном понималось сочетание бетона и металлической арматуры. Однако в последние годы на рынке появилась композитная арматура, обладающая, на первый взгляд, схожими свойствами. Поскольку продавцы композитной арматуры утверждают, что она в несколько раз прочнее металлической, и за счёт некоторых других своих преимуществ, композитная арматура пользуется у малограмотных застройщиков высоким спросом.

Вот пример описания композитной арматуры с сайта одного из крупнейших продавцов строительных материалов в Северо-западном регионе России:
«У композитной арматуры прочность на разрыв в 3 раза выше прочности стальной арматуры класса A3, коррозионные свойства на уровне хорошей нержавеющей стали, а вес, в равнопрочном соотношении, меньше в 9 раз.
ВНИМАНИЕ! Композитная арматура диаметром 8 мм по показателям прочности соответствует металлической арматуре диаметром 12 мм.»

Однако в действительности применение композитной арматуры в индивидуальном малоэтажном строительстве очень ограничено, либо экономически неоправдано. Давайте подробнее рассмотрим, почему.

Сначала остановимся на бытовых преимуществах композитной арматуры. Она действительно легче, и её можно смотать в бухту. Что позволяет привозить её к месту стройки на своём легковом автомобиле, не заказывая доставку. А доставка металлической арматуры обходится дорого, т. к. продаётся она, как правило, прутками по 11,7 или 5,85 метров.

Однако на этом все преимущества композитной арматуры и заканчиваются. Её невозможно будет согнуть так, чтобы она не распрямлялась после снятия нагрузки, и Вы, поэтому не сможете из стеклопластиковой арматуры изготовить необходимые элементы поперечного армирования и анкеровочные загибы. Вес арматуры может быть важен во время доставки, но в общем весе бетонного изделия вес арматуры совершенно некритичен.

Подробнее остановимся на вопросе о большей прочности композитной арматуры, которая, как уверяют продавцы, позволяет покупать стеклопластиковую арматуру значительно меньшего диаметра, чем аналогичную металлическую. Речь идёт о такой характеристике как предел текучести, показывающей, под какой нагрузкой арматурный стержень потеряет форму и разорвётся. Однако арматура не работает сама по себе, она работает в составе бетонной конструкции, поэтому не менее важной характеристикой арматуры является модуль упругости. Модуль упругости показывает, как будет деформироваться тело под нагрузкой. Чем выше модуль упругости, тем меньше арматура будет деформироваться (изгибаться) во время работы.

Как мы выяснили ранее, основная работа арматуры сосредоточена в растянутой зоне — арматура препятствует раскрытию трещин в бетоне. Чем выше модуль упругости, тем меньше изгибается арматура и, соответственно, тем выше может быть нагрузка, не приводящая к раскрытию трещин и разрушению бетонного элемента в растянутой зоне.

Так вот, продавцы композитной арматуры умалчивают о том, что модуль упругости композитной арматуры в 4 раза меньше аналогичного показателя металлической арматуры. А это значит, что для того, чтобы под одинаковой нагрузкой бетонный элемент получил одинаковое растяжение, нужно, чтобы площадь сечения композитной арматуры была в 4 раза выше. То есть не 8 мм (в диаметре) композитной арматуры заменяют 12 мм металлической, а все 24 мм! Что абсолютно невыгодно с экономической точки зрения.

В крупном строительстве применение композитной арматуры может быть оправдано, поскольку там возможно так называемое преднапряжение бетона — арматуру перед бетонированием натягивают, что позволяет бетонному элементу лучше сопротивляться силам растяжения. Но в условиях частной стройки натянуть арматуру невозможно.

Композитная арматура кроме всего прочего имеет низкую огнестойкость. В случае возникновения пожара, композитная арматура, заложенная в стены, колонны, перекрытия и перемычки уже через 13 минут потеряет свои свойства, что приведёт к разрушению бетонных элементов. При этом куски бетона не повиснут на выгнутых арматурных стержнях, как это случилось бы с металлической арматурой, а упадут вниз, так как разрушение композитной арматуры носит хрупкий характер.

Учитывая всё вышесказанное, применять стеклопластиковую арматуру в частном строительстве нерационально. Далее речь пойдёт только о металлической арматуре.

Подготовка арматурного каркаса: вязка, сварка и гибка арматуры

Для того, чтобы подготовить арматурный каркас, необходимо нарезать прутки арматуры в требуемый размер, согнуть их (если необходимо) и соединить вместе. Резку арматуры проще всего делать с помощью угло-шлифовальной машины (в народе именуемой болгаркой). Соответственно, помимо самой УШМ понадобится защитная одежда и, обязательно, очки. Искры, возникающие при резке арматуры, представляют собой раскалённые частички металла. И одна из самых распространённых травм при работе болгаркой по металлу — попадание окалины в глаза, что очень болезненно. Зачастую частичку металла, попавшую в глаз, может вытащить только офтальмолог — самостоятельно её извлечь невозможно.

Для гибки арматуры можно купить готовое изделие, а можно изготовить небольшой станок самостоятельно. Обладатели сварочного аппарата могут на металлический каркас наварить два невысоких кусочка трубы. В таком случае арматура пропускается между ними, на неё одевается трубка (удлиняющая рычаг и позволяющая получить меньший радиус изгиба) и поворачивается в нужную сторону.

Но можно легко собрать приспособление для гибки арматуры и не имея сварочного аппарата. Для этого первым делом собирается платформа или стол, образующий плоскость для укладки сгибаемой арматуры. Затем на платформу прикручивается деревянный брусок, ограничивающий перемещение второй половины сгибаемой арматуры. Напротив этого бруска в крайней части платформы устанавливается ещё один брусок. Желательно его сделать небольшим, чтобы вокруг него можно было впоследствии гнуть рамки для перемычек — достаточно будет длины 150 мм. Угол, вокруг которого будет сгибаться арматура, лучше укрепить металлической лентой. Можно согнуть и прикрепить на угол металлический крепёжный уголок. При этом угол лучше сделать не под 90 градусов, а острее, так как, чтобы получить арматуру, согнутую на 90 градусов, её нужно вначале согнуть чуть сильнее.

Расстояние между брусками следует сделать минимальным — чтобы туда влезала арматура, но и только. Иначе будет получаться большой радиус изгиба, что для большинства элементов нежелательно. Поскольку в разное время на стройке может понадобиться сгибать арматуру разных диаметров, то промежуток между брусками делается под самый большой диаметр арматуры. А при гибке арматуры меньшего диаметра в это же пространство можно вставить металлические пластины. Гнётся арматура так же как и в случае со сварным станком — трубкой или уголком, вращающимся вокруг болта, так же вкрученного в платформу рядом с местом сгиба.

Отрезав прутки арматуры нужной длины и согнув их, можно приступить к созданию арматурного каркаса. Обычно это делается с помощью вязальной проволоки и специальных крючков. Проволку следует выбирать диаметром 1-1,2 мм, она должна быть из отожжёной стали — мягкая. Иначе с ней будет трудно работать, и она будет часто ломаться.

Крючки можно использовать простейшие ручные, в таком случае вязка осуществляется поворотом ручки по небольшой воображаемой окружности.

Держать при этом пальцами металлическую часть крючка не нужно. Существуют так же полуавтоматические крючки, позволяющие вместо вращательных совершать тянущие движения, но они дороже и чаще ломаются. При наличии шуруповёрта, можно приспособить и его, вместо биты вставив изготовленный из кусочка арматуры или гвоздя крючок.

Остановимся на двух основных узлах, используемых при вязке арматурного каркаса. Самый простой и часто используемый узел вяжется следующим образом.

1. Берётся кусочек вязальной проволоки и складывается пополам
2. Согнутую проволоку немного сгибают ещё раз и пропускают вокруг стержней связываемой арматуры, после чего пальцами догибают навстречу друг к другу петлю и два свободных конца. Связать арматуру будет проще, если получившиеся концы проволоки будут равны по длине или петля будет чуть короче, чем свободные концы.
3. Наконец, крючок вставляют в петлю и начинают проворачивать вокруг свободных концов
4. Когда проволока готова будет вот-вот порваться от чрезмерного затягивания, останавливаются. Иначе при обрыве проволоки узел может развязаться.

Второй узел сложнее в изготовлении, но он незаменим там, где к продольной арматуре необходимо привязать первые элементы поперечной арматуры, при фиксации горизонтальных прутков в стеновых каркасах, либо когда нужна более жёсткая фиксация элементов, противостоящая динамической нагрузке.

1. Кусочек вязальной проволоки складывется пополам.
2. Затем он изгибается на 180 градусов, при этом радуис изгиба должен соответствовать радиусу арматуры, вокруг которой узел будет завязан.
3. Петля и сводобный концы на небольшом расстоянии от места сгиба сгибаются ещё раз под углом 90 градусов, чтобы образовалась «арка», в которую попадёт стержень арматуры.
4. «Аркой» проволока укладывается на арматуру, концы пропускаются под привязываемым прутком и загибаются наверх, после чего, наконец, связываются крючком.

Важно отметить, что вязка арматуры необходима только для того, чтобы обеспечить проектное положение прутков арматуры до и во время заливки бетоном. Наличие или отсутствие проволоки в местах пересечения прутков никак не сказывается на прочности готового изделия, она лишь предотвращает прутки от смещения при ходьбе по арматуре и распределению бетонной смеси. В связи с этим совершенно необязательно связывать все 100% пересечений арматуры — Вы самостоятельно можете определить, как часто Вам нужно делать узлы, чтобы каркас дожил в неизменном состоянии до заливки.

Закрепить арматуру можно не только вязальной проволокой, но и пластиковыми хомутами. Особенно они могут пригодиться при вязке каркасов плит, полов и перекрытий, которые не будут перемещаться после связывания с одного места на другое. Неподготовленному человеку работа с пластиковыми хомутами может даться быстрее, но нужно иметь в виду, что коэффициент температурного расширения пластика значительно (для нейлоновых хомутов — в 6 раз, полиамидных — 7 раз) отличается от коэффициента температурного расширения бетона. Это означает, что при нагревании бетон будет испытывать нагрузку на растяжение изнутри. При вязке металлической проволокой подобных усилий не возникнет, потому что коэффициенты расширения стали и бетона практически одинаковы.

При наличии сварочного аппарата и желании использовать именно его, арматурный каркас можно сварить. Однако следует обратить внимание на то, что сваривать допускается только арматуру диаметром от 10 мм и выше, что автоматически накладывает ограничение на сварку многочисленных рамок, изготавливаемых из арматуры с диаметром 6 или 8 мм. Кроме того, в местах сварки из-за локального перегрева сталь отпускается и теряет в прочности до 20%. В этих местах арматура хуже работает на растяжение.

Следует остановиться ещё на порядке стыкования арматуры. Не допускается укладывать в каркас один пруток за другим — их необходимо стыковать в нахлёст.

Длина нахлёста зависит от класса соединяемой арматуры, марки применяемого бетона и прямо пропорциональна диаметру арматуры (d):

Пример: для фундамента со стороной 10 метров необходимо состыковать арматурные прутки диаметром 12 мм класса A-III. Предполагается использование бетона М250. По таблице находим, что нахлёст должен составлять 33 диаметра, то есть 33 х 12 = 396 миллиметров.

Поскольку в строительстве обычно применяются бетоны марки М200 и выше, а арматура — класса A-III, то для простоты запоминания можно применять формулу:
«длина нахлёста равна сорока диаметрам арматуры».

Стыковать арматуру следует в местах, где она менее всего работает на растяжение (об этом лучше спросить проектировщика железобетонной конструкции), а стыки соседних прутков должны располагаться вразбежку.

Рамки (хомуты) и «лягушки»

С целью создания пространственных арматурных каркасов применяются разные виды конструкций из арматуры.

Рамки (хомуты) применяются в фундаментах, перемычках, колоннах, армопоясах, ребристых перекрытиях. Важно, чтобы концы прутка, из которого согнута рамка, располагались на разных гранях прямоугольника, то есть чтобы сгибов было 5, а не 4.

Для создания арматурных каркасов плит и перекрытий применяются так называемые «лягушки», позволяющие приподнять одну сетку каркаса над другой на заданную высоту. У «лягушек», расположенных в краевой зоне плиты, лапки отгибаются в одну и ту же сторону. У тех же, что расположены в центральной зоне плиты лапки лучше отгибать в противоположные стороны, чтобы достичь большей устойчивости.
И рамки, и «лягушки» можно заказать в готовом виде в специализированных фирмах, но вообще после непродолжительной практики их легко согнуть и самостоятельно. Но 1 рамку или «лягушку» будет уходить около 1 минуты рабочего времени.

Арматурный каркас и бетон

Арматурный каркас располагают на некотором расстоянии от стенок опалубки, чтобы образовался защитный слой бетона, препятствующий преждевременной коррозии арматуры. Согласно старой школе, защитный слой бетона должен иметь толщину в 50-70 мм. Это применимо для высоких и широких бетонных конструкций, таких как плиты и фундаменты. Однако в небольших перемычках, колоннах, полах размеры не настолько велики, чтобы можно было найти по 7 см с каждой стороны.

Кроме того, как известно, прочность железобетонного элемента пропорциональна квадрату его высоты. Если высота элемента увеличится в 2 раза, то его прочность при этом повысится в 4 раза. Но поскольку в строительстве применяют именно железобетон, то в расчёт принимается только высота, ограниченная арматурным каркасом, а защитный слой бетона в расчёт не принимается. В связи с этим в небольших элементах, ограниченных по высоте, имеет важное значение создание минимального защитного слоя бетона, чтобы не терялась потенциальная прочность элемента.

В то же время до бесконечности сокращать защитный слой бетона нельзя, арматура должна быть спрятана внутри и не должна соприкасаться с окружающей средой. Один из заполнителей бетона, щебень, характеризуется фракцией. Поэтому, применяя фракцию 20-40, защитный слой можно уменьшить лишь до 40 мм. Применяя же фракцию щебня 5-20, защитный слой можно уменьшить до 20 мм. Если же в бетон добавить больше песка, то защитный слой можно уменьшить ещё сильнее — до 10 мм.

В таком случае снаружи между арматурным каркасом и опалубкой окажутся камни щебня менее 10 мм в диаметре, а остальное пространство заполнит пескобетон.

Чтобы арматурный каркас занимал положенное по проекту место в течение всего времени бетонирования, его раскрепляют всевозможными пластиковыми приспособлениями. От боковых стенок опалубки арматуру отделяют звёздочками.

А над дном бетонируемой конструкции арматурный каркас приподнимают с помощью «стульчиков» или «грибочков» — пластиковых кружков, на которых на определённую высоту поднята ножка перевёрнутого «гриба».

Можно использовать и подручные материалы — напилить ПВХ-трубки, вместо подставок «грибочков» использовать металлические крышки для закатывания банок. Можно заранее приготовить пескобетонные квадратики нужной высоты.

А вот деревянные подставки под арматуру использовать нельзя.

Используя подставки под арматуру важно не повредить ими нижележащий слой гидроизоляции или плёнки, уложенной для предотвращения утечки цементного раствора в грунт. В таких случаях вместо «стульчиков» с острыми ножками используются «грибки».

Иногда строители поднимают арматурный каркас над землёй, предварительно вбив в неё несколько прутков арматуры. Экономии в этом случае особенной не получается — специальные подставки стоят всего несколько рублей за штуку. А вот вред для прочности бетона наносится, поскольку по выходящим из бетона пруткам будет вверх подниматься вода, замачивать и сам бетон, и арматурный каркас, который подвергнется коррозии и ослабнет со временем. К тому же такой способ не совместим с гидроизоляцией.

Поскольку некоторые бетонные конструкции имеют небольшую ширину, но в то же время требовательны к количеству укладываемой продольной арматуры (таковы, к примеру, нагруженные перемычки), следует так подбирать диаметр арматурных прутков, чтобы между ними свободно проходил бетон.

Пример: Необходимо залить перемычку с суммарным сечением арматуры в растянутой зоне 615 мм². Нужно определить минимальную ширину такой перемычки. 615 мм² — это 4 прутка арматуры диаметром 14 мм. Отступы для защитного слоя бетона по краям примем по 20 мм. Ещё по 6 мм — это толщина рамки. Внутри рамки укладываются прутки, между ними должно быть минимум 20 мм при использовании щебня фракции 5-20. Следовательно, минимальная ширина перемычки с заданным армированием будет:
20 + 6 + 14 + 20 + 14 + 20 + 14 + 20 + 14 + 6 + 20 = 168 мм.

В высокоармированных элементах довольно сложно уложить густой бетон высоких марок. Поэтому ещё в процессе укладки начинают применять вибратор, разжижающий бетон и способствующий проникновению щебня в тесное пространство арматурного каркаса.

Опалубка

Из чего делают опалубку и что с ней может произойти во время бетонирования

Только что приготовленная бетонная смесь, даже самая густая и малоподвижная, форму держит плохо, поэтому для изготовления бетонных конструкций заданной формы применяется опалубка. Чаще всего опалубка представляет собой щиты из досок или фанеры, но вообще может быть изготовлена и из любого другого материала, способного выдержать силу распора, оказываемую на неё бетоном. Это могут быть и листы OSB, ЦСП, асбоцементные плиты, листы металлопрофиля (профлист) и даже грунтовые стенки траншеи.

Опалубка бывает съёмной и несъёмной. Соответственно, в случае со съёмной опалубкой в частном строительстве имеет смысл использовать такие материалы, которые впоследствии можно будет использовать повторно. Несъёмная опалубка, как видно из названия, повторного использования не предполагает и остаётся навсегда в теле строительной конструкции. Поэтому актуально применение несъёмной опалубки там, где её роль выполняют уже построенные элементы конструкции. Например, при строительстве домов из газобетонных блоков в качестве несущей конструкции могут выступать колонны и балки, а газобетон — в качестве теплоизолирующего заполнителя железобетонного каркаса. Тогда вместо того, чтобы сначала заливать колонны и строить для этого дорогую опалубку, лучше построить стены. А потом в промежутки между ними залить бетон, закрыв форму колонны лишь с двух сторон.

Для строительства стен и иногда даже фундаментов применяется несъёмная опалубка в виде полых блоков. Стенки блоков выполняют роль опалубки, а внутрь заливается бетон, замешанный вручную. Таким образом можно строить прочные дома, не прибегая к единовременному заказу больших объёмов бетона — в день можно укладывать один ряд подобных блоков. Цокольные этажи таким способом лучше строить только в том случае, когда грунтовые воды ниже уровня пола. А по стенам ограничений нет.

И всё же, чаще всего опалубка делается из досок. Доски дешевле фанеры, их легче обрабатывать. И им легче найти применение после разборки опалубки — они идут на черновые полы, стропильную систему, обрешётку, строительство лесов. Но это — в будущем, а на этапе заливки объёмных конструкций вроде фундаментов и перекрытий закупка досок для опалубки выглядит довольно дорогим мероприятием. В связи с этим подавляющее число застройщиков пытается на опалубке сэкономить — использовать доски потоньше, стойки пореже, укосов поменьше… В то же время, мало кто из застройщиков утруждает себя скрупулёзными расчётами прочности опалубки. Хорошо, если за основу проекта берётся сработавший вариант у соседа или знакомого. Хуже, когда опалубка вообще строится по наитию — это может привести к очень печальным последствиям.

Во время заливки бетона с опалубкой может произойти несколько неприятных вещей: 1. Опалубка может сдвинуться от проектного положения в сторону, тем самым изменяя реальные геометрические размеры изготавливаемой конструкции и всего строения в целом (в случае с заливкой фундамента, например).
2. Опалубка может наклониться, а при отсутствии должного раскрепления даже и завалиться на один бок, полностью уничтожив и себя саму и уже залитый объём бетона. В разумные сроки восстановить опалубку и продолжить бетонирование при такой аварии не представляется возможным.
3. Может произойти всплытие опалубки, если она не будет должным образом прикреплена к грунту или нижележащим строительным конструкциям. Из под опалубки вытечет бетон, который невозможно будет убрать полностью — на место убранного будет вытекать новый. Опустить всплывшую опалубку также невозможно.
4. Опалубку может распереть, если стойки опалубки будут располагаться редко, а доски или другой опалубочный материал, заложенный между стойками, будет слишком тонким. Из-за распора получаются кривые бетонные конструкции, уродующие внешний вид изделия и нарушающие геометрию. В случае с ленточными фундаментами распор нижней части опалубки (наиболее часто встречаемое явление) увеличивает площадь опирания лент на грунт свыше проектных, что может привести впоследствии к неравномерной просадке фундамента и трещинообразованию.
Распор опалубки, кроме того, приводит к повышенному расходу бетона.
5. Распор — первый симптом того, что опалубка сделана недостаточно прочной. Если при появлении распора продолжить бетонирование, то в какой-то момент возможна поломка опалубки — в ней образуется брешь, через которую наружу вытечет бетон. Это серьёзная авария, и не всегда её можно устранить, не прерывая на длительное время процесс бетонирования.

Распор, возникающий в опалубке во время бетонирования

Распор — это давление, оказываемое ещё не застывшим бетоном на боковые стенки опалубки. Формула, по которой можно определить боковые давление бетона в нижней части опалубки очень проста:

P = y x h,

где
P – давление на стенки, кг/м²
y – плотность бетона, кг/м³
h – высота бетонируемой конструкции (м), за ноль принимается верхняя поверхность опалубки, а далее высота отсчитывается вниз.

Таким образом у любой опалубки распор будет равен нулю в верхней части, и будет максимальный в нижней части. Чем выше будет опалубка, тем сильнее будет распор и тем более прочную конструкцию опалубки необходимо применять. Причём в нижней части опалубки необходимо применять более толстые доски, чем в верхней. На практике это не осуществимо, поэтому доски сортируют. В низ укладывают доски без сучков, трещин и обзола и стягивают более прочными крепёжными элементами, подпирают брусками. Верхнюю часть опалубки достаточно лишь зафиксировать от возможного наклона или сдвига.

Помимо высоты бетонируемой конструкции, распор зависит также и от дополнительных факторов. Давление будет выше, если:
1. Температура окружающей среды и бетонной смеси будет ниже.
2. Бетон будет подвижнее (жиже).
3. Конструкция будет бетонироваться быстрее.
4. Бетон в опалубку будет подаваться с помощью ёмкостей большого объёма или бетононасосом (увеличение давления на 30-40%)
5. После заливки бетон будет вибрироваться.

Типовые схемы опалубки

Приведём некоторые типовые схемы устройства опалубки для самых распространённых бетонных конструкций, возводимых в индивидуальном жилищном строительстве.

1. Опалубка для подбетонки
Подбетонку, то есть выравнивающий основание слой бетона низкой прочности, обычно выполняют толщиной 50-100 мм. В случае, когда толщина подбетонки составляет 50 мм, по её сторонам достаточно уложить деревянные бруски сечением 50х50 мм, скрепить их между собой. Закрепить углы и вбить колышки с шагом 1,5 — 2 метра. Этого будет достаточно, чтобы бруски не сдвинулись во время ручной заливки. В случае заливки из миксера, бетон следует подавать в центр конструкции и потихоньку сдвигать к брускам.

2. Опалубка для фундаментных плит и лент высотой до 300 мм
Опалубка для подбетонки толщиной от 50 мм и плиты толщиной до 300 мм собирается следующим образом. Вокруг будущей плиты укладываются доски толщиной 50 мм и соединяются по высоте между собой стойками с шагом 0,5 — 0,7 метра. В стойки упирают наклонные подпорки из бруска 50х50, которые в свою очередь упираются в землю и вбитый колышек-ограничитель (из бруска 50х50 или доски 25х100).

Также возможна обваловка опалубки грунтом, если это целесообразно с точки зрения трудозатрат как до заливки бетона, так и во время демонтажа опалубки. При этом грунт должен быть тщательно уплотнён, а ширина обваловочной насыпи должна быть больше 0,5 метра. В противном случае возможно доуплотнение грунта во время заливки и, как следствие, расширение заливаемой конструкции.

3. Опалубка для ленточных фундаментов и стен цоколя
Всё, что выше 300 мм, должно укрепляться более тщательно. Обваловка здесь уже не применяется. Толщиной досок можно варьировать. Можно использовать тонкие доски 25х100 и часто стоящие стойки, либо доски потолще (40 или 50 мм толщиной) и более редкое расположение стоек. При высоте опалубки до 80 см схема выполнения укосов остаётся той же, следует только внимательно их монтировать, выставляя опалубку строго вертикально.

При высоте опалубки свыше 80 см укос упирается в верхнюю часть опалубки и выполняет функцию фиксации опалубки в вертикальной плоскости. А распор принимает на себя доска, проложенная горизонтально между стойкой опалубки и колышком.

В любом случае при монтаже опалубки выше 300 мм должны применяться элементы, стягивающие противоположные щиты опалубки. Наиболее простой способ крепления состоит в использовании проволоки толщиной 2 или 3 мм, как правило, сдвоенной. Проволока продевается сквозь щели между досками вокруг стоек, в центр вставляется обрезок арматуры, которым затем закручивают проволоку до создания необходимого натяжения. Чтобы щиты опалубки не сдвинулись по направлению друг к другу больше, чем положено по проекту, применяют ограничители — арматуру, нарезанную в размер ширины ленты/стены, ПВХ-трубки. Дерево применять в этих целях нельзя.

Помимо проволоки при наличии сварочного аппарата можно использовать арматуру в форме буквы «Н», в которой перекладина буквы — это часть арматуры, закладываемая между щитами, а вертикальные чёрточки буквы — это небольшие отрезки арматуры, привариваемые снаружи стоек. Этот способ — один из самых надёжных, но довольно трудоёмкий и требует высокого качества сварки.

Если сварочного аппарата нет, то вместо арматуры можно использовать резьбовые шпильки (штанги). Снаружи на них одеваются кузовные шайбы (обязательно, обычные шайбы под нагрузкой утопятся в древесину стоек), щиты подтягиваются друг к другу гайками. В конструкциях до 0,8-1,0 метра высотой возможно применение обычных гаек по одной с каждой стороны.

При более высоких конструкциях лучше прикручивать по две гайки с каждой стороны, либо использовать гайки со стопорной резиновой прокладкой.

В верхней части опалубочные щиты скрепляются между собой деревянными брусками или обрезками досок — их функция исключительно фиксирующая.

Опалубку ленточных фундаментов можно возводить по высоте строго равной будущему фундаменту, либо чуть выше. В первом случае будет проще загладить поверхность ленты, что значительно упростит дальнейшее строительство стен. Но при этом часть бетона будет выливаться наружу, особенно при заливке с помощью миксеров. Во втором случае опалубка вытекающим наружу бетоном пачкаться не будет, но поверхность ленты будет не такой гладкой.

4. Опалубка перемычек и армопоясов
Для бетонирования перемычек и армопоясов лучше стараться использовать несъёмную опалубку из стенового материала, что в будущем уменьшит теплопотери конструкции. Если же такой возможности нет (например в виду того, что по расчётам проектировщика невозможно снизить ширину перемычки), используется обычная деревянная опалубка из досок либо фанеры. В нижней части опалубку прикрепляют к стенам (в случае армопояса) или доскам, уложенным на дно будущей конструкции (в случае с перемычкой) с шагом 200 — 300 мм. Сверху щиты скрепляются досками или брусками с таким же шагом. Если конструкция стен или перемычек не позволяет эффективно закрепить нижнюю часть опалубки, применяют следующую конструкцию. На щиты накручиваются стойки с шагом 500 мм, поверх обоих щитов кладут брусок 50х50 и скрепляют со стойками. При этом брусок должен быть выпущен за пределы опалубки на длину, равную как минимум высоте опалубки. К нижней части стоек и дальнему концу бруска с обоих сторон прикручивается доска 25х100, установленная на ребро. Такая конструкция эффективно противостоит распору в нижней части опалубки.

5. Опалубка перекрытий
Для заливки перекрытий необходимо подготовить временный деревянный настил, либо настил из профлиста. Для этого сначала устанавливают вертикальные стойки с шагом не более 1 метра (может быть и меньше в зависимости от толщины перекрытия). Металлические раздвижные стойки можно взять в аренду, а деревянные выполняются из доски сечением 50х100 мм. Поверх стоек укладывается такая же доска 50х100 или 50х150, обязательно на ребро. Доска должна быть хорошо зафиксирована от возможного бокового сдвига со стойки.

Наконец, перпендикулярно горизонтальным доскам сверху нашивается настил из досок толщиной 25, 40 или 50 мм в зависимости от толщины перекрытия. Либо укладываются листы металлического профиля. Опалубка будет прочнее, расстояние между стойками можно сделать чуть больше, если каждую доску жёстко фиксировать к горизонтальным доскам, уложенным на стойки, саморезами или гвоздями. Но после заливки перекрытия такую опалубку будет сложнее разбирать.

Поскольку перекрытие во время заливки невозможно нагрузить равномерно, вертикальные стойки в средней части обязательно должны быть раскреплены с другими стойками в обоих направлениях.

При использовании в качестве вертикальных стоек досок следует добиться того, чтобы горизонтальная стойка плотно ложилась на них, не было щелей. В противном случае короткая стойка не примет на себя вес перекрытия, а соседние стойки будут перегружены и могут выгнуться или сломаться. При установке стоек на грунт, обязательно следует подложить под них обрезки доски, распределяющие давление по возможно большей поверхности. Блоки и кирпичи для этих целей не подходят — они трескаются под нагрузкой, что приводит к провисанию стойки и, как следствие, перегрузке соседних. При утоплении стойки в грунте происходит то же самое.

С внешней (боковой) стороны опалубка перекрытия ничем не отличается от опалубки армопояса.

Расчёт опалубки

Зная высоту бетонируемой конструкции, можно сравнительно легко рассчитать, какую конструкцию опалубки применить. Рассмотрим порядок расчёта в случае с опалубкой ленточного фундамента (цокольного этажа).

В первую очередь следует определиться с толщиной досок, из которых будут смонтированы щиты. Доски толщиной 50 мм впоследствии можно использовать на опалубку перекрытий, стропильную систему, балки деревянных перекрытий. Доски толщиной 25 мм используются для строительства лесов, обрешётки крыши, настила черновых полов на чердаке. Чем выше лента, тем меньше возможностей использовать тонкую доску. Для строительства опалубки высотой больше 1 метра использование тонкой доски нерационально.

Определившись с толщиной досок, считают максимально возможное расстояние между стойками. При этом необходимо проверить, чтобы доски между стойками не только выдержали распор, но и не прогнулись сильнее некоторого желаемого значения. Расчёт ведут по нижней доске, так как толщина у всех досок одинакова, а сила распора максимальна внизу.

Сечение стойки подбирают исходя из частоты стяжек противоположных щитов опалубки. Зная частоту установки стяжек по вертикали, проверяют стойку на разрушение и прогиб между нижними стяжками.

Наконец, выбирают диаметр стяжек, чтобы они не разрывались и противостояли давлению бетона. На разных уровнях опалубки можно применять стяжки разного диаметра. В низу — самые толстые, сверху — более тонкие.

В случае с опалубкой перекрытия первым делом выбирают толщину доски настила и определяют, с каким шагом должны располагаться лаги под настилом. Далее выбирают шаг вертикальных стоек и сечение горизонтальных досок и проверяют, чтобы горизонтальная доска выдержала нагрузку и не прогнулась более допустимого предела.

Закладные, укладываемые в опалубку

До заливки бетоном в опалубку можно установить закладные элементы, чтобы облегчить дальнейшие строительные работы.

В фундамент обычно закладывают гильзы для прокладки труб канализации и водоснабжения.

В перекрытии следует оставить проёмы для прокладки вентиляции, канализационного стояка, труб отопления, водоснабжения, электрических кабелей, печных труб.

В качестве гильз можно использовать обрезки пластиковых канализационных или асбоцементных труб. Для формирования проёмов в перекрытиях вместо организации прямоугольников из досок (по размеру проёма) проще на готовый и цельный настил положить пенопласт и придавить его сверху, чтобы он не всплыл во время заливки.

(не забудьте положить сверху что-нибудь тяжёлое)

Размер проёмов, формируемых пенопластом не ограничен — от небольших вентиляционных стояков и проёмов под печные трубы до лестничных проёмов.

В местах расположения армопоясов зачастую впоследствии часто требуется проштрабить канавки для укладки электрической проводки. При этом если к внешнему щиту опалубки армопояса прикрепить пенопласт нужного сечения, то впоследствии штрабить не придётся, достаточно будет ножом выковырять пенопласт. Аналогично устанавливается пенопласт в местах, предназначенных для установки розеток.

Следует упомянуть также о стяжках, используемых для противодействию распору. Проволока и арматура остаётся в теле бетона после снятия опалубки, а шпильки можно вынуть, если до бетонирования одевать их в ПВХ-трубки. При этом нужно обратить внимание на уровень грунтовых вод и оценить опасность замачивания бетона водой. Если опасность велика, то использовать ПВХ-трубки нельзя, их последующее зачеканивание цементным раствором не будет герметичным и не предотвратит попадание воды внутрь. Даже и замоноличенная в бетоне сквозная шпилька или арматура будет пропускать воду. Чтобы этого избежать, до бетонирования по центру шпильки одевают специальный материал (например, продукцию, выпускаемую под торговой маркой «Пенебар»), который при соприкосновении с водой расширяется и не даёт ей пройти вглубь материала.

В местах холодных швов бетонирования, например, в местах стыка плиты и стен цоколя перед бетонированием укладывают гидрошпонку — ленту особенной формы, которая при соприкосновении с водой также расширяется и, таким образом, герметезирует стык внутри бетона.

Герметизация и утепление опалубки

При строительстве щитов опалубки из досок между ними неизбежно остаются щели, размер которых зависит от тщательности подгонки и качества стройматериала. Мелкие щели некритичны для бетонирования вертикальных конструкций — через них даже во время вибрирования большое количество цементного раствора вытечь не в состоянии. Но вот крупные щели могут представлять проблему, которую можно решить, обернув щиты опалубки изнутри полиэтиленовой плёнкой.

Опалубку перекрытия необходимо накрывать плёнкой в любом случае, поскольку большое количество даже мелких щелей приведёт к обеднению бетона цементным раствором.

Плёнку, используемую в целях герметизации опалубки, необходимо тщательно крепить степлером, особенно в местах нахлёстов и разрывов, вызванных прокладкой стяжек. В противном случае бетон будет затекать за плёнку, а плёнка, таким образом, окажется в теле бетона и снизит его прочность как единой конструкции.

При монтаже опалубки перемычек, армопоясов возможно образование щелей между щитом опалбки и стенами. Эти щели следует заранее заполнить монтажной пеной. Либо до установки щита следует закрепить на стене сжимаемый материал, который впоследствии прижмётся к стене щитом и не позволит цементному раствору вытечь вниз. Так же можно поступить и в местах примыкания к стенам горизонтального настила опалубки перекрытия.

Иногда ленточные фундаменты заливают прямо в землю, не устанавливая опалубку. В этом случае стенки траншеи обязательно необходимо закрыть плёнкой во избежание впитывания цементого молочка в грунт.

При бетонировании конструкций, стоящих на земле, вокруг опалубки неизбежно скапливается небольшое количество попавшего мимо бетона. Его необходимо очистить с опалубки и с прилегающих к ней 10-20 см сразу же после заливки. Иначе демонтаж опалубки будет значительно затруднён. Особенно это актуально в углах.

Помимо плёнки на стенки опалубки можно закрепить утеплитель, обычно — пенопласт. Он хорошо приклеивается к бетону, что снижает трудозатраты на утепление в последующем. Однако утеплитель не обладает герметичностью и не позволит в будущем эффективно гидроизолировать бетонную конструкцию, поэтому его закладка в опалубку рекомендуется только для тех конструкций, которые не требуется гидроизолировать.

Заключительные советы

Больше воды в первый замес
При первичном замешивании бетона стенки бетономешалки ещё сухие и часть воды уходит на их смачивание. Соответственно, в бетонной смеси остаётся меньше воды — её можно компенсировать, чтобы удобоукладываемость бетона не пострадала, добавив 0,5-1 литр воды.

Больше песка в конструкции с густым армированием
В конструкциях с густым армированием, где между прутками арматуры только-только проходят камни щебня могут оставаться пустоты и оголённая арматура, что негативно сказывается на качестве. Поэтому в отдельные замесы, которые предстоит вылить в места с большим количеством арматуры, следует добавить больше песка. Это убережёт Вас от появления нежелательных пустот, упростит укладку бетона. Но при этом придётся увеличить и расход цемента.

Водяные тёплые полы
Водяные тёплые полы по сути так же затрудняют уплотнение бетонной смеси — камням трудно попасть под трубы. Поэтому в случае бетонирования тёплых полов следует класть в смесь большее количество песка.

Использование «маяков»
Для создания ровных поверхностей перекрытий, полов и стяжек применяются «маяки». Простейший маяк представляет собой леску, нить или проволоку, протянутую с одной стороны перекрытия на другую и приподнятую над проектным положением уровня пола на 1-2 см. Рабочий, разравнивающий бетон, следит за тем, чтобы между бетоном и леской оставалось нужное пространство. Лески натягиваются обычно с шагом в 2 метра — наиболее удобным размером правила, которым разглаживают бетон. Недостаток таких маяков заключается в том, что их легко запачкать бетоном. Однажды запачканные, они становятся тяжелее и провисают, сводя на нет попытку создать ровную поверхность без перепадов. Поэтому такие маяки применяются только строителями с большим опытом работы. А преимущество их в том, что они устанавливаются легко и быстро непосредственно перед заливкой.

Все остальные типы маяков — гладкая арматура, профильная труба 20х20 или профиль для гипсокартона 17х20 используются по-другому. Они должны быть заранее жёстко установлены в конструкцию по уровню поверхности. Во время бетонирования маяки становятся рельсами, по которым скользит правило и весь лишний бетон увлекает за собой. Поскольку бетон — тяжёлый материал, во время разглаживания очень легко повредить крепление маяка и, таким образом, сдвинуть его. Поэтому стараются получше прикрепить направляющие к основной конструкции. Их можно привязать проволокой к арматурному каркасу или приварить к нему. Но самый надёжный вариант — заранее выложить с шагом в 1 — 1,5 метра кучки бетона и в них вдавить будущие маяки. За один день бетон застынет, и маяки намертво прилипнут к основанию, что позволит спокойно разгладить поверхность во время бетонирования.

По завершении работ маяки можно извлечь, но при этом можно повредить только что заглаженную поверхность. Допускается маяки оставлять в теле бетона.

Разглаживать бетон можно и по деревянным направляющим, но их необходимо извлечь по завершении работы.

Заглаживание бетонных поверхностей
Во многих случаях требуется получить ровную бетонную поверхность без торчащих камней щебня.

Достигается это путём заглаживания поверхности в течение 1-2 часов после укладки (максимальное время зависит от температуры воздуха). Для этого берут металлическое правило, прикладывают его плоской стороной под небольшим углом к заглаживаемой поверхности и постепенно продвигают на себя. При этом по пути совершают частые мелкие движения из стороны в сторону. Если этого не сделать, а просто протянуть правило на себя, то камни утопятся вглубь бетона, но за ними образуются небольшие ямки.

Размещение материалов на стройке
Песок, щебень и цемент лучше располагать в непосредственной близости от бетономешалки. А бетономешалку лучше располагать поближе к месту укладки бетона. Идеально — вываливать готовую бетонную смесь прямо на место укладки, но этом применимо только при бетонировании полов и стяжек.
Запасённую в материалах потенциальную энергию следует использовать максимально полным образом. Прежде всего это касается цемента, так как переноска мешков по 50 килограмм — довольно тяжёлая физическая работа. Поэтому при заказе цемента, мешки лучше сразу из машины брать на руки и нести до места окончательного складирования. Если же в целях быстрой разгрузки цемент выгрузить непосредственно около машины, то потом придётся их поднимать, а это значительно тяжелее, чем просто нести.

Щебень лучше насыпать в ведро не лопатой, а руками. Для этого ведро кладётся боком на наклонную поверхность щебёночной кучи, и сверху в него руками сгребается щебень, осыпающийся вниз под действием силы тяжести. Аналогично можно поступить с песком.

Как избежать холодных швов при бетонировании армопояса
По периметру армопояс обычно достигает 40 метров и более. При замешивании бетона вручную в случае последовательного бетонирования по часовой стрелке к моменту замыкания бетон, уложенный в самом начале уже схватится и застынет. Образуется холодный шов бетонирования, что негативно сказывается на прочности и функции армопояса. Чтобы этого избежать, необходимо вести бетонирование в обе стороны, постоянно подновляя свежим бетоном оба застывающих конца.

Демпферные ленты при устройстве полов и стяжек
При устройстве полов по грунту и стяжек необходимо развязать стены и пол. В особенности, если предполагается устройство тёплого пола. В противном случае пол, расширяясь от нагрева будет оказывать давление на стены. Чтобы этого избежать, перед бетонированием пола вдоль стен укладывают прокладку из сжимаемого материала, например двухсантиметровую ленту из пенопласта.

Быстрая распалубка без потери бетоном влаги
Чтобы не терять время, ожидая набора бетоном прочности, опалубку можно снять уже на 2-3 день. Однако при этом увеличится площадь поверхности бетона, открытая ветру и может произойти пересушивание конструкции. Чтобы этого избежать, бетон, где это возможно и оправдано, обмазывают битумной мастикой. Она предотвращает выход влаги из бетона и к тому же гидроизолирует конструкцию.

Комментировать

Поиск
Свежие комментарии
    Мы ВКонтакте
    Яндекс.Метрика