Технология изготовления бетона
Изготовление бетона
Правильно приготовленный бетон необходим при любых строительных работах — укладке фундамента, заливке пола, монтаже перегородок и т.д. Работа является одной из самых трудоемких, а от ее качества зависит долговечность и надежность всей конструкции. Существует несколько способов приготовления бетонных смесей, а каждый конкретный состав используется для определенных условий строительства. Бетоны делятся по: плотности, виду вяжущего вещества, назначению.
Бетон является самым главным материалом при строительстве, именно поэтому очень важно, чтобы он был правильно изготовлен.
Традиционно бетон готовится из следующих компонентов: цемент, вода, гравий или щебень, строительный песок. Из инструментов понадобятся: ведра, лопаты, бетономешалка, сетка для просеивания песка, кружка или лейка для воды. На приготовление одного кубометра бетона необходимо: 200 литров воды, около 350 кг цемента, 0,6 м3 щебня и 0,6 м3 песка. Если требуется приготовить 100 литров, количество компонентов будет таким: цемент — 3 ведра (30 кг), щебень — 8 ведер (100 кг), песок — 5 ведер (70 кг). При приготовлении в качестве вяжущего вещества чаще всего используют цемент марки 400. При использовании более низкой марки цемента, его количество увеличивается. Например, при использовании марки М300 количество цемента необходимо увеличить на 30%.
Для приготовления бетонного раствора вода должна быть очень чистой.
Чтобы правильно изготовить бетонную смесь, вода должна быть максимально чистой, без масла, примесей или других посторонних элементов. При изготовлении в жаркую погоду, для предотвращения схватывания раньше времени, можно использовать холодную воду.
Необходимое количество воды определить заранее сложно, поскольку здесь имеет значение влажность щебня и песка, а также влагопотребность цемента. Требуемый литраж воды определяют уже в самом процессе смешивания. Песок для бетонной смеси лучше использовать крупный, чистый, без дополнительных включений ила, глины, органических частиц. Для исключения инородных частиц желательно песок просеять заранее. От того, насколько чист песок, будет зависеть прочность. Попадание грязного песка влечет увеличение расхода цемента (примерно 10-20% от стандартной нормы). Заполнитель (щебень) желательно использовать мелкий (фракция 5-20 мм). Хорошие результаты дает применение дробленного или мелкого речного гравия, щебня из естественных пород. Можно использовать искусственный щебень, шлак, битый кирпич или известняк, керамзит, но бетонная конструкция с использованием таких заполнителей будет менее долговечной, снижается морозоустойчивость бетонной смеси, что нежелательно для материалов, находящихся при низких температурах или во влажной почве.
Способы замешивания
Вначале нужно определиться с необходимыми объемами. Приготавливают бетон несколькими способами. Если требуется большой объем бетонной смеси, нужно использовать бетономешалку, а средние и малые объемы можно замешивать вручную.
Технология приготовления бетона следующая: вначале смешивают сухие составляющие: цемент, щебень, песок, тщательно перемешиваются до получения однородной консистенции, затем небольшими порциями добавляется вода.
Если для проведения работ нужно много раствора, то для его изготовления можно использовать стационарную бетономешалку.
Масса бетонного раствора должна быть похожа на густую сметану, не должна быть чересчур текучей. Замесить ее необходимо при положительной температуре. Готовность и правильность приготовления бетона можно проверить так: сжимают в ладони немного бетона, и он должен принять некоторую форму с выделением небольшого количества жидкости. В период отвердения бетона, который занимает около 10 дней, важно предотвратить промерзание бетона, так как от появления льда его неокрепшая структура может разрушиться. Лишний цемент может привести во время усадки к растрескиванию бетона. Приготовленную бетонную смесь желательно использовать в течение нескольких часов после замеса. Ручной способ приготовления бетона. Берется два ведра: одно для цемента (оно должно быть чистым и сухим), другое — для песка и заполнителя (щебня). Работать рекомендуется двумя лопатами. Компоненты необходимо отмерять максимально точно, выравнивая их уровень по кромке ведра. Заполняя емкости цементом или песком, уплотняйте рыхлые материалы, постукивая по боку ведра лопатой.
Изготовление бетона требует больших усилий, так как ингредиенты бетонной смеси нужно очень тщательно перемешать.
Щебень и песок смешивают на ровной и жесткой поверхности, после в образовавшейся горке делают углубление, добавляют в него цемент и смесь перемешивают до получения равномерного цвета. Далее в куче сухих материалов еще раз делают углубление и добавляют в него воды из лейки или кружки. В углубление с водой смесь с краев подсыпают до тех пор, пока она не впитается, потом перемешивают компоненты рубящими движениями лопаты. Потом добавляют воду и снова поднимают бетон снизу кучи до образования однородной массы. Можно проверить готовность бетона: тыльной стороной лопаты сделать ряд ребер, передвигая инструмент в свою сторону.
Бетон должен иметь ровную и гладкую поверхность, а его гребни не опадать и оставаться такой же формы.
Машинный способ приготовления
При этом способе используют бетономешалку, которую устанавливают на ровной поверхности. Перед включением нужно убедиться, что барабан находится в вертикальном положении. В барабан при помощи ведра загружают половину щебня и наливают воду. Небольшими частями по очереди добавляют цемент, песок и крупный заполнитель. Смесь необходимо перемешивать несколько минут. Далее, для проверки готовности, наклонив барабан, необходимо отлить небольшое количество бетонной смеси в тачку. Если смесь еще не готова, ее обратно загружают в барабан и продолжают перемешивание.
Уплотнение
Уплотнение бетонной смеси обычно проводиться с помощью вибрирования.
Грамотная технология бетона подразумевает наличие процесса уплотнения. Признаком хорошего бетона является плотная структура. Без уплотнения бетон не может достичь свойств жесткого бетона. Чтобы получить качественный бетон, важно выбрать способ уплотнения. Эффективный и самый популярный способ уплотнения монолитного бетона — вибрирование. Оно уменьшает сцепление между зернами бетонной смеси, и она приобретает свойства вязкой тяжелой жидкости. В завершение вибрирования прочность структуры возобновляется.
Под воздействием вибрирования бетонная смесь разжижается, приобретая повышенную текучесть и подвижность. В таком виде она лучше заполняет опалубку и распределяется в ней, включая пространство между арматурными стержнями. При применении вибрации получают более прочные рабочие швы и лучшие поверхности бетона, хорошее сцепление нового слоя бетона с ранее уложенным, арматурой. Не следует использовать вибраторы для перемещения бетонной смеси на большие расстояния в горизонтальном направлении. Необходимо разгружать бетонную смесь как можно ближе от места ее укладки, разравнивать слоями и потом производить вибрацию. Чтобы обеспечить гладкую поверхность и уменьшить образование пор на поверхностях, прилегающих к опалубке, перед вибрированием производят штыкование или трамбование бетонной смеси.
Виды вибраторов
Вибраторы для уплотнения бетонной смеси:
а – вибратор с гибким валом; б – вибробулава; в – пакетный вибратор; г – поверхностный вибратор; д – схема перестановки вибраторов.
В строительстве используют 3 типа вибраторов: наружные, поверхностные и внутренние (глубинные). Погружаясь в бетонную смесь, рабочая часть внутренних вибраторов передает ей колебания через корпус. Поверхностные вибраторы передают колебания через рабочую площадку и устанавливаются на уплотняемую бетонную смесь. Наружные вибраторы передают колебания через рабочую площадку, они закрепляются на опалубке тисками или другими устройствами. Применение того или иного типа вибраторов зависит от формы и размеров бетонируемой конструкции, ее армированности и необходимой интенсивности бетонирования. Внутренние вибраторы с гибким валом применяют в густоармированных конструкциях.
Внутренние вибраторы типа булавы используют для уплотнения, предназначенной для массивных конструкций. Поверхностные вибраторы используют при бетонировании полов и тонких плит, ими уплотняют только верхние слои бетона. Наружные вибраторы используют для уплотнения бетонной смеси в густоармированных тонкостенных конструкциях: балок, колонн.
Схема глубинного вибратора с гибким валом: 1 — площадка; 2 – электродвигатель; 3 — кулачковая муфта; 4 — гибкий вал; 5 — вибронаконечник; 6 — корпус; 7 — дорожка; 8 — бегунок; 9 – муфта; 10 – шпиндель.
Вибрационный способ эффективно использовать при умеренно пластичных бетонных смесях (подвижность 6-8 см).Если смеси с большей подвижностью, при вибрации возникает расслоение. При использовании поверхностных вибраторов уплотнение производится в течение 20-60 с, глубинных — 20-40 с, наружных — 50-90 с. Время вибрирования жестких бетонных смесей должно быть не меньше показателя жесткости данной смеси. Зрительно продолжительность вибрирования можно определить по таким признакам: приобретение однородного вида бетонной смеси, прекращение ее оседания, горизонтальность поверхности, появление цементного молока на поверхности смеси.
Технология вибрирования
Глубинные вибраторы должны находиться друг от друга на расстоянии в 50 см.
Наиболее эффективными являются внутренние вибраторы. Ими вибрируют бетон, предназначенный для балок, фундаментов, стен, колонн. При укладке нового слоя вибратор переставляется с одной позиции на другую. При работе с внутренними вибраторами максимальная толщина уплотняемого слоя принимается не более 1,25 их длины. Необходимо, чтобы вибратор углубился на 5-10 см в ранее уложенный слой для проработки стыка между слоями и для лучшей связи слоев. Вибратор нужно погружать и ниже лицевой поверхности только что уложенного бетона. Внутренние вибраторы оснащены вибрирующими элементами, погружаемыми в бетонную смесь. Они должны погружаться в вертикальном положении на расстоянии в 50 см один от другого.
Нельзя слишком долго работать вибратором на одном месте.
Зоны вибрирования от каждого погружения должны немного перекрывать друг друга. Излишне долго вибрировать в одной точке нельзя, так как это может привести к расслоению бетонной смеси. Если применяется слишком пластичная бетонная смесь, нужно избегать длительного вибрирования. Но необходимо стремиться, чтобы не оставалось непровибрированных участков. Погружение частиц крупного заполнителя в раствор, и выделение раствора вдоль опалубки свидетельствует о возможном окончании вибрирования. Задержка начала вибрирования безопасна до того момента, пока смесь при вибрации может разжижаться, и вибратор не оставляет в ней углублений. Если арматура жестко закреплена и не может перемещаться, вибратор касаться ее не должен.
Глубинный вибратор не должен соприкасаться с опалубкой, в другом случае он повредит ее.
Внутренние вибраторы не должны соприкасаться с опалубкой, поскольку будут повреждать ее поверхность, что отразится на качестве поверхности бетона. С помощью внутренних вибраторов производится уплотнение монолитного бетона. При укладке бетона каждый слой уплотняют вибрированием. В процессе этого рабочий наконечник включенного ручного вибратора помещают в бетонную смесь под углом 30-35°, чтобы конец его рабочей части проходил сквозь границу раздела старого и нового слоев бетона на 5-10 см. Вибрирование вызывает уплотнение бетонной смеси, вытеснение воздуха и осаждение зерен уплотнителя. За счет этого в составе бетонной смеси исчезает граница раздела между слоями. В процессе уплотнения рабочий наконечник вибратора быстро помещают на необходимую глубину и аккуратно вынимают. Во время этого должна закрыться поверхность бетона. Зоны воздействия вибратора должны перекрываться на 10 см как минимум.
Вибрирование другими способами
Наружные вибраторы используются для бетонирования густоармированных стен толщиной до 30 см и колонн со сторонами до 60 см. Наружные вибраторы укрепляются на наружной стороне опалубки, и через нее передаются колебания бетонной смеси. При бетонировании плоскостных конструкций — полов, плит перекрытий, дорог и т. п. применяют поверхностные вибраторы. Необходимо правильно вибрировать данными приспособлениями. Они устанавливаются на уплотняемую поверхность и передают колебания через рабочую площадку. Поверхностный вибратор может прикрепляться к опалубке или перемещаться по поверхности бетонной смеси.
Поверхностными вибраторами уплотнение смеси производят непрерывными полосами, каждая последующая должна перекрываться предыдущей на 10-20 см. При одиночной арматуре толщина уплотняемого слоя принимается до 250 мм, при двойной — не более 120 мм. Толщина слоя в неармированных конструкциях может быть не более 40 см. Если бетонная смесь достаточно уплотнена вибрированием, то:
- на поверхности исчезают воздушные пузырьки и появляется цементное молоко с мелкозернистым песком;
- поверхность бетона быстро закрывается после вынимания вибратора;
- бетонная смесь перестает оседать.
Если вынув наконечник вибратора, отверстие не заполняется бетонной смесью, это означает, что длительность вибрирования была недостаточной, консистенция бетона была чересчур густой или началось схватывание бетона. Ни в коем случае нельзя распределять смесь в опалубке при помощи наконечника вибратора, опирать наконечник на арматуру и элементы крепления опалубки. Если обнаружена деформация или смещения опалубки, бетонирование нужно прекратить, опалубку нужно исправить до начала схватывания бетона.
