Бетон представляет собой смесь цемента (как правило, это обычный портландцемент), действующего как вяжущее, мелких заполнителей, например песка, и крупных заполнителей, таких как гравий или щебень. Мелкие и крупные заполнители могут поступать уже предварительно перемешанными, в виде не сортированного зернистого каменного материала. При добавлении к цементу воды образуется тестообразная масса, которая обволакивает поверхность гравия и щебня и частиц-заполнителей, связывая их вместе и образуя монолит после отверждения бетона.

При этом заполнители физически совершенно не изменяются, а прочно схватываются в отвердевшем, похожем на скальную породу цементном тесте. Бетон имеет массу областей применения: это и фундаменты зданий, и бетонные подушки под деревянные полы нижнего этажа, и монолитные бетонные плиты пола и перекрытий, и подъездные дорожки к дому и гаражу, и полки смотровых колодцев и многое другое. В ряде случаев, чтобы было легче работать с бетоном и для защиты его от мороза во время отверждения, в воду добавляют химический пластификатор.

Цемент

Цемент считается основным вяжущим веществом, применяемым в строительстве и используемым при изготовлении строительного раствора и бетона. Цемент используется настолько широко, что по потреблению занимает второе место в мире после воды!

Гидратация
Реакция между цементом и водой является экзотермической (что означает "с выделением тепла") химической реакцией, известной как "гидратация", которая протекает в процессе отверждения цементного теста. Бетон и строительные растворы отвердевают в результате гидратации, а не просто вследствие высыхания.

Наиболее широко применяется обычный портландцемент, названный так потому, что в твердом состоянии его серый цвет очень похож на цвет природного портландского камня. Из-за того что различные виды портландцементов при смешивании с водой образуют монолит, их часто называют «гидравлическими цементами» Цемент изготавливают из известняка (карбоната кальция), добываемого из природных меловых отложений, который затем обжигается во вращающейся печи для обжига цемента при температурах до 1450 °С.

Получающийся при этом клинкер перемалывается в тонкий порошок, который далее расфасовывается в мешки по 25 кг. Хотя для изготовления бетона и при производстве строительных работ чаще всего применяется обычный портландцемент, существуют и другие виды цементов, которые слегка отличаются по своему химическому составу. К ним относятся быстротвердеющий цемент, сульфатостойкий цемент, специальные цементы для работы в холодную погоду и др. Так как цемент является гидравлическим, то до начала его использования мешки с цементом следует защищать от влаги и сырости. Лучше всего хранить их не на земле, а на деревянном поддоне в хорошо проветриваемом, защищенном от попадания дождя сарае или под навесом.

Мешки с цементом следует класть один на другой, но не более пяти мешков в высоту, иначе цемент в мешках внизу спрессуется из-за давления от верхних мешков. Это явление называется «прессование давлением», а иногда «механическим уплотнением в процессе хранения». Но даже при хранении в идеальных условиях у цемента есть «срок годности», и он потеряет около 20% своей прочности за пару месяцев. В связи с этим следует позаботиться о том, чтобы использовать цемент в порядке его доставки, то есть старые мешки — первыми! Ни при каких условиях не следует пользоваться цементом, который подвергался воздействию влаги и в котором образовались комки, поскольку в этом случае смесь будет жидкой и менее долговечной.

Мелкий заполнитель (песок для бетонной смеси или песок крупной фракции с остроугольными зернами)

«Песок для бетонной смеси», «песок крупной фракции с остроугольными зернами», «мелкий заполнитель» — это все термины, использующиеся для обозначения обычного природного песка, щебня, гравия и подобных заполнителей, которые могут пройти сквозь ячейки 5-мм сита, но крупнее и более неоднородны по гранулометрическому составу, чем «мягкие пески», применяемые для строительных растворов. Их часто называют «мелким заполнителем», чтобы не путать с мягким песком. Так как этот вид заполнителя крупнее мягкого песка, он не применяется для строительных растворов, поскольку смесь получается не- пригодной для работы, и возникают сложности в достижении качественной отделки при обработке швов.

Крупные заполнители

Крупные заполнители добываются из природных месторождений гравия и щебня, а затем промываются, чтобы удалить грязь, соли и глину. Этот термин применяется к таким материалам, как природный гравий, щебень из гравия и щебень, получаемый при дроблении горных пород и валунов, которые не проходят через ячейки 5-мм сита. Крупный щебень часто дробится для получения более мелких кусков. Промывка, дробление и просеивание через сито обыкновенно производятся в месте карьерных разработок. Крупный заполнитель, применяемый для бетона, способен пройти сквозь 19-мм сито, но останется на 10-мм сите.

Несортированный щебень

Если крупный заполнитель и песок для бетонной смеси/мелкий заполнитель приобретаются уже смешанными вместе, то такой материал носит название «несортированный щебень» или «заполнитель гранулометрического состава, полученный из карьера без дробления». Щебеночный заполнитель для бетона можно приобрести в мешках по 25 кг, в «биг-бэгах», вмещающих 1 т заполнителя или, при очень крупных поставках, навалом в грузовике.

Хранение щебеночных заполнителей

Одним из основных моментов при хранении щебеночных заполнителей для бетона (или песка для строительных растворов) является то, что их следует держать чистыми и сухими. Вода, содержащаяся в щебеночных заполнителях и в песке, влияет на содержание воды в готовой смеси, а это, в свою очередь, оказывает влияние на удобоукладываемость и свойства бетонной смеси и строительного раствора. Загрязняющие вещества, такие как грунт, растворимые соли из почвы, грязь, листья и т.п., могут их запачкать или ухудшить сцепление между цементным тестом и щебеночными заполнителями в смеси.

Щебеночный заполнитель и песок, поставляемые в мешках по 25 кг, должны храниться, не касаясь земли, на поддонах. В процессе хранения у поставщика, транспортировки или во время доставки отдельные мешки неизбежно окажутся разорванными или продырявленными, поэтому рекомендуется накрывать мешки брезентом или полиэтиленовой пленкой. «Биг-бэги» при поставках должны, по возможности, размещаться на поддонах; если же это невозможно, следует хранить их на бетонном или другом прочном основании. Самое главное — они никогда не должны касаться земли. В любом случае мешки следует накрывать брезентом или полиэтиленовой пленкой, чтобы избежать попадания дождя (или загрязнения от падающих листьев осенью).

Там, где осуществляются бестарные поставки грузовиками, щебеночные заполнители и песок следует хранить на месте проведения работ на твердом отлогом участке с хорошим дренажем. Желательно, чтобы этот участок был забетонирован, а его поверхность располагалась наклонно, что бы вся вода стекала с него. На более крупных строительных объектах сооружаются специальные площадки из бетонных массивов для раздельного хранения разных щебеночных заполнителей. И опять-таки, эти площадки следует накрывать брезентом или полиэтиленовой пленкой.

Гранулометрический состав щебеночных заполнителей

Термин «Гранулометрический состав» относится к фракционному составу частиц в партии или в образце заполнителя. Размер частиц (а значит, и площадь поверхности) заполнителя является исключительно важным фактором при разработке состава смеси для бетона. Чтобы бетон приобрел максимальную прочность, цементное тесто должно покрывать всю поверхность щебеночных заполнителей. Поскольку площадь поверхности одной песчинки меньше площади поверхности двух песчинок вдвое меньшего размера, то отсюда следует, что в бетонной смеси не должно быть слишком много мелких частиц. Очень мелкие частицы из-за большей площади своей поверхности, которая должна быть покрыта цементным тестом, будут способствовать формированию более тощей бетонной смеси.

С другой стороны, заполнителям вроде недробленых камней, которые более однородны, содержат частицы сходного размера и в которых нет мелких частиц, потребуется больше цементного теста, чтобы заполнить пустоты, которые иначе были бы заполнены мелкими частицами, присутствующими в щебеночных заполнителях более хорошего гранулометрического состава. В результате использования однородных по гранулометрическому составу щебеночных заполнителей удобоукладываемость смеси будет недостаточной, а готовый бетон окажется тощим и пористым.

Понятно, что когда используются щебеночные заполнители хорошего гранулометрического состава, содержащие частицы всех размеров, в которых пустоты между крупными кусками заполняются щебнем малого размера, можно получить прочную, пригодную для работы бетонную смесь с минимумом цемента.

Отношение заполнителя к цементу бетонных смесей

Существуют два важных показателя, которые следует учитывать при разработке бетонных смесей, предназначенных для различного применения: отношение заполнителя к цементу и водоцементное отношение. Отношение заполнителя к цементу определяет относительное содержание сухих материалов в смеси. На характеристики готового бетона, в том числе и на его прочность, может непосредственно влиять количество цемента относительно щебеночных заполнителей. Состав смеси обычно указывается как относительное содержание цемента, мелкого заполнителя и крупного заполнителя либо по весу, либо по объему.

К примеру, смесь 1:3:6 состоит из одной части цемента, трех частей мелкого заполнителя и шести частей крупного заполнителя. Для связывания всех заполнителей вместе важно, чтобы в смеси было достаточно цемента, в противном случае в готовом бетоне появятся включения пониженной прочности. Исходя из этого, чем выше содержание цемента относительно щебеночных заполнителей, тем прочнее бетон. Так, из смеси 1:1:2 с очень высоким содержанием цемента получится очень прочный, водоупорный, морозостойкий и долговечный бетон.

Как упомянуто выше, мелкие и крупные заполните ли могут поставляться вместе в виде несортированного щебня, но не следует полагать, подбирая состав смеси по объему, что 4 м мелких заполнителей, будучи перемешанными с 8 м крупных заполнителей, дадут 12 м заполнителя гранулометрического состава. В нашем случае при перемешивании произойдет объемная усадка, составляющая примерно 30%, вызванная тем, что более мелкие частицы заполнят пустоты между крупным заполнителем. В результате объем заполнителя гранулометрического состава будет составлять примерно 9 м. Так что следует быть крайне внимательным, определяя количество щебеночных заполнителей.

Пропорции бетонных смесей

Цемент	Мелкий заполнитель	Крупный заполнитель	Применение	Цемент	Заполнитель грануломе- трического состава
1	1/2	1	Полки смотровых колодцев	1	1
1	1	2	Бетонный слив вокруг дымовых труб	1	2
1	2	4	Наружные работы общего характера, отливка в формы, ямочный ремонт бетонных дорог	1	3 или 4
1	3	6	Плиты перекрытия и фундаменты	1	5 или 6

Дозирование материалов бетонной смеси

В данном случае «дозирование» — это термин, используемый для определения количества отдельных сухих материалов для бетонной смеси. На многих строительных объектах в порядке вещей, — но что абсолютно неправильно, — просто загружать бетономешалку лопатой; при этом не ведется никакого точного контроля в отношении количества загружаемых материалов. К примеру, одна полная лопата влажного песка крупной фракции больше по объему, чем одна полная лопата сухого порошка цемента, поэтому получающиеся при этом смеси часто содержат слишком мало цемента. Единственно, как можно повысить точность, — это применять дозирование по весу или по объему. Этими же принципами руководствуются при определении количества материалов для строительных растворов.

Дозирование по весу

Дозирование по весу является более точным из двух методов, используемых для определения относительного количества материалов. Он, скорее всего, будет использоваться только на крупных стройках, где применяются перемешивающие машины большого размера, оснащенные загрузочными бункерами, или отдельные дозирующие по весу бункеры, которые разгружаются прямо в бетономешалку.

Дозирование по объему

Дозирование по объему — это наиболее подходящий метод, применяемый на небольших строительных объектах или при меньших количествах бетона, где перемешивание может выполняться вручную или с использованием загружаемой вручную бетономешалки. Точность этого метода основана на использовании стандартной единицы объема для дозирования количества каждого материала. Простым примером является ведро, которое может наполняться доверху каждым материалом и высыпаться в смеситель столько раз, сколько потребуется, как определено составом смеси.

Более быстрым способом является использование «мерного ящика» требуемого размера. Это ящик без дна, в который засыпаются отдельные сухие материалы. Чтобы обеспечить равное количество материалов, используется деревянная линейка наверху. Размеры ящика на рисунке соответствуют четырем 25-килограммовым мешкам с цементом, однако на небольших строительных объектах могут применяться ящики меньшего размера. При необходимости приготовления меньших объемов смеси ящик можно легко изготовить из фанеры.

Мерный ящик ставится на чистое прочное основание (деревянную доску или стальной лист) и наполняется пропорционально подобранному составу смеси. После наполнения ящик поднимается и убирается, а оставшееся содержимое загружается лопатой в механическую мешалку либо на подходящую твердую поверхность для перемешивания вручную.

Водоцементное отношение бетонных смесей

Первый важный момент при перемешивании бетона: вода должна быть чистой, поскольку любые примеси будут влиять на прочность готового бетона.

Термин «питьевая вода» часто используется для указания количества чистой незагрязненной воды, которая подходит для использования в бетоне. Количество воды, используемой при приготовлении бетона, крайне важно, поскольку ее содержание в смеси прямо влияет на свойства готового бетона.

Задача воды заключается в том, чтобы заставить цемент затвердеть, то есть превратиться из порошка в монолит (в процессе гидратации), который свяжет вместе все щебеночные заполнители. В этом процессе на самом деле используется только небольшая часть воды, добавленной в бетон, хотя при недостатке воды цемент не сможет химически «активироваться» и/или значительно уменьшится возможность уплотнять бетон. Остальная часть воды обеспечивает перевозку, укладку и уплотнение бетона, пригодного для работы.

Вся излишняя вода будет испаряться при затвердевании бетона, и каждая капля оставит после себя крошечный воздушный пузырек, из-за чего бетон слегка походит на застывшую губку. Большее количество излишней воды приводит к образованию большего количества отверстий и к формированию тощего бетона, более чувствительного к разрушениям от мороза. Во время чрезвычайно холодной погоды вода, находящаяся в таких воздушных пузырьках, при замерзании начнет расширяться и вызовет растрескивание бетона и/или раскалывание поверхности.

Избыток воды приводит к избыточной удобоукладываемости и удлиняет время затвердевания, но он способен также растворять цементное тесто до такой степени, что оно будет стекать с заполнителя, из-за чего вся смесь будет расслаиваться. Также чем больше присутствует излишней воды, тем более она склонна подниматься к поверхности свежеуложенного бетона.

При подобном выступании воды на поверхности бетона образуются тонкие, открытые каналы, остающиеся после отвердения бетона, которые сокращают его срок службы и снижают морозостойкость. В среднем, содержание воды должно быть 50% от веса цемента в смеси, чтобы соблюсти наилучший баланс между удобоукладываемостью и прочностью. Это называется водоцементным отношением. Следует помнить, что при добавлении в бетонную смесь воды следует делать поправку на любую воду, уже содержащуюся в щебеночных заполнителях. Вот почему всегда лучше всего хранить щебеночные заполнители таким образом, чтобы они оставались сухими.

Приготовление бетона

Приготовление бетона вручную.

Небольшие порции бетона часто перемешиваются вручную. Участок, выбранный для перемешивания, должен быть ровным, прочным, и на нем не должно быть мусора и пыли.

Содержание воды в бетоне является чрезвычайно важным показателем: слишком мало — и бетон будет трудно уплотнить, а процесс гидратации может протекать неудовлетворительно; слишком много — и удобоукладываемость слишком повысится, время отвердения увеличится, а долговечность, прочность и морозостойкость готового бетона снизятся. Чтобы бетонная поверхность была идеальной, следует принять во внимание следующие факторы:

• Бетон неизбежно загрязнит поверхность, поэтому место для перемешивания следует выбирать там, где это не будет иметь значения. Поверхность будет загрязнена бетоном даже в том случае, если это место промыть водой из шланга сразу же после перемешивания.


• Участок должен быть достаточно просторным, что бы пользоваться лопатой, перемешивать материалы и иметь возможность передвигаться по нему. Желательно, чтобы этот участок находился неподалеку от места, где хранятся материалы для изготовления бетонной смеси и/или где потребуется укладывать бетонную смесь.


• Важно, чтобы перемешивание не длилось слишком долго, так как это может привести к расслаиванию компонентов. Длительность всех замесов должна быть одинаковой. Время перемешивания должно быть достаточным, чтобы все щебеночные заполнители гарантированно покрылись цементным тестом.

У поставщиков строительных материалов можно приобрести большие пластиковые лотки с высокими краями для перемешивания, но позднее могут возникнуть сложности с их хранением, либо, если они будут использоваться нечасто, — а то и вообще всего один раз, — эти затраты окажутся ненужными. Для приготовления бетона вручную потребуются следующие инструменты и оборудование:

Отмерьте требуемое количество сухих ингредиентов и высыпьте их вместе на участке для перемешивания. Сгребите лопатой полученную смесь в кучу, хорошенько перемешав сухие материалы. Повторите эту операцию, перемешав их еще раз. Основной целью данного процесса является равномерное распределение цемента между частицами заполнителя. Повторите эту операцию в третий раз. Теперь сухая смесь станет полностью перемешанной.

Сделайте в центре кучи сухой смеси воронку и налейте в нее воды из ведра. Проследите, чтобы вода не вытекала, унося с собой цемент и снижая, тем самым, прочность смеси. Материалы следует перемешивать с водой, двигаясь от края к центру, пока вся вода не исчезнет. Перелопачивайте все материалы до тех пор, пока смесь не станет равномерно перемешанной и пригодной для работы. Выложите лопатой готовую бетонную смесь в тачку. Проверьте, чтобы внутренняя часть тачки была влажной; позднее это позволит вам вывалить смесь из тачки.

Приготовление бетона механическим способом

Существует много различных типов бетономешалок, от переносных, пригодных для небольших строительных компаний, до очень больших стационарных, используемых на очень крупных строительных объектах. Бетономешалки могут работать на бензине или дизельном топливе, а небольшие переносные — от электричества. Во всех случаях, когда используется перемешивающая машина, следует соблюдать все меры безопасности и следовать инструкциям изготовителя:

1. Установите бетономешалку согласно инструкциям изготовителя. Всегда желательно пользоваться полиэтиленовой пленкой. Если расстелить ее под бетономешалкой и вокруг нее, то количество грязи уменьшится.


2. Проверьте, достаточно ли у вас материалов и ручных инструментов.


3. Включите бетономешалку.


4. Налейте из ведра примерно половину необходимого количества воды.


5. Засыпьте заранее отмеренное количество или отдельные материалы в следующем порядке: половину заполнителя, затем цемент, затем вторую половину заполнителя.


6. Чтобы добиться должной удобоукладываемости, долейте оставшееся необходимое количество воды.


7. Материалы должны перемешиваться в течение 3 минут; дальнейшее перемешивание может привести к расслоению смеси. Отсчитывать время следует с момента, когда все материалы окажутся в барабане смесителя. Время выполнения всех замесов должно быть одинаковым.


8. Переложите смесь в тачку; если смочить внутреннюю часть тачки, то это позволит вам позднее вывалить смесь.

Готовая бетонная смесь

Готовая бетонная смесь изготавливается на бетонном заводе в соответствии с заданным составом смеси, а затем доставляется на строительный объект в установленной на грузовом автомобиле автобетономешалке. Благодаря этому обеспечивается точный состав поставляемой в заранее заказанных количествах (в куб. м) смеси, которая может быть изготовлена по особым требованиям заказчика для различных целей использования в строительстве.

Процессами производства готовой бетонной смеси управляет компьютер, а доставка и укладка на месте осуществляется с помощью сложного оборудования и методов. Готовая бетонная смесь обладает множеством достоинств, но также и рядом недостатков. Достоинства готовой бетонной смеси перед смесью, изготавливаемой на строительной площадке, следующие:

Однако в случае использования готовой бетонной смеси есть ряд недостатков:

Производство бетона в небольших объемах

В случае небольшого строительного объекта вместо заказа готовой бетонной смеси можно связаться с подрядной организацией, которая обеспечивает поставку бетона в небольших объемах. В этом случае на строительную площадку приезжает грузовой автомобиль, доставляя все компоненты бетонной смеси, включая воду. У этого автомобиля есть отдельный смеситель в комплекте с устройствами для дозирования по весу, что дает возможность производить бетонную смесь требуемого состава в небольших объемах, примерно до 6 куб. м , непосредственно на строительном объекте.

Там, где потребуется, конечно, в разумных пределах, производители небольших объемов бетонной смеси будут перевозить ее в тачках. Такая услуга устраняет многие недостатки, связанные с использованием готовой бетонной смеси.

Укладка и уплотнение бетона

После укладки бетона необходимо его как следует уплотнить, потому что любые пустоты и полости, оставшиеся в готовом бетоне, будут снижать его конечную прочность. Для справки: пустоты, занимающие суммарно лишь 5% бетона по объему, снижают его прочность на целых 30%.

Бетон с минимальным количеством воды будет иметь высокую прочность, но ему потребуется механическое уплотнение, в то время как бетон с высоким содержанием воды будет пригоден для работы, его можно будет легко уплотнить вручную, но он окажется более тощим. Смеси с очень высоким содержанием влаги уплотнить крайне легко, поскольку бетон будет практически затекать в форму, но, опять-таки, конечная прочность и долговечность будут снижены из-за большого соотношения вода/цемент.

Свежеприготовленная бетонная смесь загустевает через 30 минут. Это называется «начало схватывания», и после того, как бетон достиг этой стадии, его больше не следует перемешивать. После начала схватывания бетон твердеет и быстро набирает прочность. Примерно через 10 часов бетон становится твердым, переходя в стадию, носящую название «конец схватывания». Достигнув ее, бетон многие годы и десятилетия медленно продолжает твердеть и набирать прочность.

Таким образом, укладку и уплотнение следует выполнять очень быстро, до того, как наступит стадия начала схватывания, особенно в тех случаях, когда содержание цемента в бетонной смеси высоко. Такой бетон будет затвердевать гораздо быстрее, чем тощая бетонная смесь с меньшим содержанием цемента. При небольших бетонных работах, чтобы удалить все воздушные пузырьки и обеспечить уплотнение, можно штыковать или трамбовать свежеуложенный бетон коротким деревянным брусом 50х50 мм.

В случае плит и/или при больших площадях бетонирования в деревянной опалубке можно воспользоваться тяжелой, прямой доской (до 125х50 мм в поперечном сечении) — желательно при этом, чтобы ручки у доски были наверху или вырезаны по бокам, — с которой способны управиться два человека, по одному с каждой стороны опалубки. Чтобы выполнить уплотнение, трамбовочную доску поднимают и опускают, постепенно двигаясь вдоль бетонной поверхности.

Там, где это необходимо, трамбовочную доску по мере ее перемещения вперед можно двигать из стороны в сторону поверх опалубки, убирая тем самым излишки влажной бетонной смеси, разравнивая ее и добиваясь ровной поверхности. Как правило, чтобы обеспечить эффективность, деревянная рейка, используемая в качестве трамбовочной доски, должна быть достаточно длинной и выступать на 100 мм по обе стороны опалубки. Постукивание молотком по выступающим сторонам дощатой опалубки также способствует уплотнению бетона по периметру.

Отделка поверхности бетона

В ряде случаев, когда требуется шершавая поверхность, ее после уплотнения оставляют такой, как есть, и никакой дополнительной финишной обработки не проводят. Если требуется гладкая поверхность, финишную отделку бетона следует выполнять сразу после его укладки и уплотнения. Поверхность необходимо сначала слегка разгладить стальной гладилкой. Если это делать чересчур энергично, на поверхности выступит слой цементного молочка (очень жидкий цементный раствор). Это цементное молочко делает последующее разравнивание поверхности трудным, и оставляет пятна на поверхности отделанного бетона, которые будут пористыми и менее долговечными.

Затирку поверхности следует выполнять круговыми движениями деревянной или полиуретановой теркой и начинать ее через 2–3 часа — в зависимости от скорости схватывания. Это даст возможность сгладить все выступающие места и неровности и заполнить все лакуны и полости на поверхности и в то же время слегка ее увлажнить. На данном этапе гладилка из нержавеющей стали скользит по поверхности, создавая завершающую гладкую финишную поверхность. Необходимо следить за тем, чтобы не переусердствовать, выполняя затирку готового бетона, иначе на поверхности окажется много воды, которая принесет с собой очень мелкие частицы заполнителя. Когда бетон затвердеет, эти мелкие несвязанные частицы останутся на поверхности и будут от нее отрываться при любом трении, образуя пыль.

Созревание и защита свежеуложенного бетона

Свежеуложенный и прошедший обработку бетон должен оставаться влажным. Поскольку вода имеет существенное значение для процесса гидратации, происходящего в бетоне, поддержание его во влажном состоянии помогает сохранить его, а если необходима абсорбция, то дополнительная влага потребуется для завершения гидратации, затвердевания и упрочнения. Если бетон должен стать максимально твердым и прочным, то данный процесс, носящий название «выдержка», следует проводить должным образом и аккуратно.

Хотя конец схватывания бетона наступает пример но через 10 часов, но на этом этапе он по-прежнему остается сравнительно тощим. В последующие дни прочность бетона будет возрастать и спустя примерно три недели достигнет около 90% конечного значения. В течение последующих десятилетий он может только еще более упрочняться.

Если же бетон теряет влагу слишком быстро, в нем нарастают растягивающие напряжения. В этот момент бетон все еще слишком тощий, чтобы сопротивляться этим напряжениям, в результате чего могут образоваться внутренние и поверхностные трещины. Они не только портят поверхностную отделку бетона, но и снижают его конечную прочность, делая менее долговечным и более чувствительным к разрушающему воздействию мороза.

Свежеуложенный бетон следует защищать также от солнца и ветра; оба этих фактора ускоряют процесс испарения, вызывая образование усадочных трещин, главным образом, на поверхности. Это особенно существенно, если бетон укладывается тонким слоем. Такие погодные факторы будут неблагоприятно сказываться на содержании воды при перемешивании и во время укладки бетона, так что их следует по возможности избегать.

Крайне важно как следует выдержать бетон первые три дня, чтобы повысить его прочность в ранние сроки твердения, долговременную прочность, водонепроницаемость и долговечность. Желательно держать его в условиях регулируемой температуры и влажности. На практике это может осуществляться разными способами в зависимости от ситуации:

Выдержку следует начинать, как только поверхность бетона станет достаточно прочной, ее не повредят брызги воды, а укрывные материалы не оставят следов.

Усадка при высыхании бетона

Когда бетон после отделки отвердеет и закончится первый этап высыхания, его линейные размеры сократятся примерно на 0,4 мм на 1 м. Такое уменьшение объема происходит главным образом из-за наличия избыточной воды в бетоне (она служит для удобоукладываемости), которая, в отличие от гидратации, уходит в атмосферу за счет испарения. При последующем увлажнении, к примеру от дождя, он снова расширится, но своих первоначальных размеров не достигнет.

Проблема усадки при высыхании становится более острой при больших площадях бетона. Усадка может быть минимизирована путем снижения количества избыточной воды в исходной смеси, при условии, что по-прежнему удастся полностью уплотнить бетон. Хотя снижение соотношения вода/цемент может означать, что бетон будет сложнее уложить и уплотнить, положительный момент заключается в том, что бетон после отделки станет более прочным и менее пористым, благодаря чему уменьшится миграция влаги вовремя расширения и сжатия бетона в сырую погоду.

Чем быстрее бетон станет избавляться от избыточной влаги, тем больше он уменьшится в объеме, поэтому усадку при высыхании можно уменьшить за счет эффективной выдержки. Это позволит бетону сохранить влагу и при этом приобрести прочность в течение нескольких первых дней после укладки.

Погодные условия

Выполнение бетонных работ в жаркую погоду

Большинство проблем, связанных с выполнением бетонных работ в жаркую погоду, решаются путем быстрой укладки бетона и предотвращением преждевременной потери воды за счет соответствующего выдерживания. Кроме того, партии готовой бетонной смеси не следует оставлять надолго в жару, поскольку продолжительность перемешивания и укладки играет важную роль.

Укладка бетона, как правило, но в особенности в жаркую погоду, должна выполняться непрерывно и бесперебойно. Если уложенная партия бетона схватится, прежде чем на нее или рядом с ней будет уложен следующий замес, образуется «холодный шов бетонирования», и бетон уже не будет однородной массой.

Щебеночные заполнители следует хранить в охлажденном состоянии, сбрызгивая их водой, но при выполнении замесов следует учитывать повышенное содержание воды в заполнителе. Наряду с этим, либо как вариант, для замедления процесса гидратации можно добавлять химический замедлитель схватывания. В жаркую погоду готовую бетонную смесь следует постоянно перемешивать, но необходимо следить, чтобы не произошло ее расслоения из-за слишком длительного перемешивания. Выдержку надо начинать как можно раньше, чтобы не допустить преждевременного высыхания поверхности бетона и, как следствие, растрескивания его поверхности.

Выполнение бетонных работ в холодную погоду

При низких температурах процессы гидратации, отверждения и набора прочности в бетоне проходят медленно, поэтому необходимо защищать бетон от холода в течение длительного времени. В зимние месяцы длительность выдержки, как правило, удваивается, но даже если удается поддерживать температуру бетона выше температуры замерзания, прочность бетона, уложенного при низких температурах, может оказаться на 25% ниже, чем у бетона, уложенного в более теплое время года.

Одной из основных проблем является то, что вода при замерзании расширяется, что порождает массу сложностей, если замерзание происходит в частично схватившемся бетоне. В лучшем случае прочность бетона может значительно уменьшиться в результате того, что замерзающая вода создает напряжения, ослабляющие сцепление между заполнителем и цементным тестом. Это также способно привести к увеличению пористости, растрескиванию бетона и потере долговечности. В худшем случае повреждения могут оказаться настолько серьезными, что бетон станет бесполезным и его придется снять, заменив новым.

Возможные способы действий: повысить температуру воды для замеса, проследить, чтобы на всех щебеночных заполнителях не было льда и они не были промерзшими, защищать бетон после отделки полиэтиленовой пленкой с мешковиной, крепко прижав ее по краям. Однако, лучше всего не проводить бетонные работы при температурах ниже 5° С или там, где есть опасность, что температура ночью упадет ниже 5° С.

При работе в холодную погоду лучше применять быстротвердеющий портландцемент вместо обычного. Быстротвердеющий портландцемент и обычный портландцемент похожи по составу, но первый из них измельчен гораздо тоньше. От увеличения площади поверхности цементного порошка бетон быстрее не отверждается, но повышается скорость гидратации на ранних стадиях и увеличивается скорость застывания и набора прочности на ранних этапах твердения. Это важно, если необходимо минимизировать влияние холодной погоды на свежеуложенный бетон. Повышенная скорость гидратации, которая представляет собой экзотермическую реакцию, также усиливает выделение тепла, благодаря чему вероятность замерзания воды внутри бетона уменьшается.

Химические добавки к бетону

Химические добавки — это материалы в виде порошков или жидкостей, которые добавляют в бетонные смеси во время перемешивания сухих ингредиентов или в процессе замеса для придания готовому бетону определенных свойств. При обычном использовании содержание добавок составляет обычно менее 5% от массы цемента. Существует несколько обычных видов добавок:

Ускорители повышают скорость гидратации, застывания и набора прочности бетона в ранние сроки отверждения, что важно, когда необходимо минимизировать влияние холодной погоды при проведении бетонных работ.

Замедлители замедляют гидратацию бетона и используются на больших или сложных участках проведения работ, где нежелательно, чтобы произошло частичное схватывание бетона до того, как на этом участке будут завершены все работы.

Воздухововлекающие добавки вводят внутрь бетона и распределяют крохотные пузырьки воздуха, которые уменьшают повреждения в зимний период во время циклов замерзания-оттаивания, тем самым повышая долговечность бетона. Однако вовлеченный воздух снижает прочность бетона: на каждый процент вовлеченного воздуха прочность на сжатие может снижаться на 5%.

Пластификаторы увеличивают удобоукладываемость свежеприготовленного бетона, давая возможность легче укладывать его и уплотнять с меньшими усилиями. Кроме того, пластификаторы могут специально использоваться для снижения содержания воды в бетоне; в этом случае они называются «добавками, снижающими водопотребность». Они улучшают прочность и долговечность бетона при сохранении удобоукладываемости.

Пигменты или красители могут применяться для изменения цвета бетона по эстетическим соображениям или ради художественного оформления. Большинство пигментов поступают в жидком виде и добавляются в воду для замеса.

Ингибиторы коррозии применяются для уменьшения коррозии стали и стальной арматуры в бетоне.

Вяжущие применяются для создания сцепления между старым и свежим бетоном.

Расчет количества материалов для приготовления бетона

В качестве общего «эмпирического правила»: один кубический метр (1 куб. м) уплотненного бетона весит 2400 кг. Поэтому легко подсчитать необходимое количество бетона, исходя из веса бетонной плиты или фундамента. А отсюда, основываясь на составе используемой смеси, может быть рассчитано количество каждого компонента.

К примеру, для плиты фундамента длиной 10 м, шириной 4 м и толщиной 0,25 м при использовании бетонной смеси, приготовленной из цемента, мелкого заполнителя и крупного заполнителя в соотношении 1:2:5, расчет выполняется следующим образом:

Общий вес бетона с учетом потерь = 24 000 кг + 2400 кг = 26 400 кг. Таким образом, вес компонентов будет составлять:

Содержание воды составляет обычно 50% от веса цемента; 1 кг воды = 1 литр, таким образом, необходимое количество воды будет составлять = 3300 кг х 50% = 1650 кг = 1650 литров.

Примечание: при вычислении количества бетона по весу учитывать объемную усадку при перемешивании не требуется!

Перечень условий при подготовке бетона

Чтобы получить бетон хорошего качества:

Статьи по теме

Кирпичи и блоки	Шов кладки	Пустотелые стены
Основы кладки стен	Основы кладки стен 2	Перевязка швов
Проектирование фундамента	Строительные растворы	Основной способ кладки
Забор из кирпича	Инструменты каменщика	Кладка. Основы разметки

Просмотров: 1981

Ваша оценка:

Комментарии:

Добавьте Ваш комментарий:

Пожалуйста, введите сумму чисел с изображения!