Стоунхендж в Англии, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу, пирамиды фараонов в Египте – все эти великие творения древнего зодчества служат свидетельством того, что природный камень является одним из самых старых и в то же время прочных строительных материалов в истории человека. Но работать с ним очень непросто, он тяжел в транспортировке и крайне трудоемок в обработке и установке.
Как было бы хорошо иметь подобный материал в форме жидкого теста, придавая ему произвольную форму, которая после застывания приобретала бы свойства камня. Такой удивительный «жидкий камень» существует, и мы называем его бетоном. Он представляет собой композиционный материал, включающий три основных элемента.
Три простых составляющих идеального строительного материала
- Цемент (общепринятое название для силикатов и алюминатов кальция) – занимает 10-15 % от общего объема раствора.
- Вода – 15-20 %.
- Смесь крупнозернистых и мелких заполнителей (песок, гравий, большие куски дробленых пород, переработанное стекло и т. п.) – обычно 60-75 %.
Говоря о бетоне как о составном материале, нужно понимать, что его ингредиенты, так не похожие на конечный продукт, приобретают высокую прочность и долговечность не просто в результате высыхания раствора, а благодаря химической реакции. При добавлении воды начинают расти кристаллы гидрата цемента, формируя кристаллическую решетку и плотно скрепляя песок и гравий. Именно из-за этого после заливки бетон приходится увлажнять в течение нескольких дней, а получение хорошего результата возможно лишь при соблюдении целого ряда технологических требований.
Две стадии "взросления" бетона
Благодаря тому, что этот строительный материал "рождается" в жидком состоянии, формам для заливки бетона можно придать практически любую желаемую конфигурацию, после чего, в результате гидратации, происходит схватывание, а затем и стадия твердения бетона.
- Схватывание – едва ли не самый важный и достаточно скоротечный процесс, начинающийся примерно через два часа с момента застывания раствора и завершающийся уже через час после этого (при 20ºC). Этот период очень сильно зависим от температуры заливки бетона и, например, при 0ºC может занять уже до 20 часов, а при жаре временной промежуток схватывания, наоборот, значительно уменьшается.
- Твердение – нелинейный процесс, протекающий наиболее динамично на первой стадии, когда бетон, приблизительно в течение месяца, набирает большую часть своей прочности, в то время как окончательное его затвердевание наступает лишь через несколько лет.
У каждого есть недостатки, но железный стержень внутри решит любые проблемы
Сразу стоит уяснить, что лучше заливать бетон, приготовленный промышленным методом, приобретая его у проверенного производителя, гарантирующего его соответствие заявленной марке. Только так можно получить материал, отвечающий заранее определенным заказчиком требованиям, отражаемым в паспорте бетона (плотность, фракция наполнителя, морозостойкость, водонепроницаемость, подвижность смеси).
Одной из основных характеристик, определивших широкое применение бетона, является его способность противостоять значительным физическим нагрузкам на сжатие. За этот показатель отвечает плотность, определяемая отношением массы материала к занимаемому объему. В тяжелых марках раствора с наполнителем из природного камня различных фракций (щебень, галька или гравий), вес одного куба заливки бетона составляет от 1,8 до 2,5 тонны. Материалы такого типа применяют при возведении конструкций, испытывающих значительные нагрузки (опор, перекрытий, фундаментов и т. п.). Для легкого бетона, используемого для строительства и утепления стен, полов и облегченных перекрытий, в качестве заполнителя служат перлит, керамзит и всевозможные вспененные полимеры. Плотность такого раствора варьируется от 0,6 до 1,8 т/м3.
К сожалению, большим недостатком бетона является то, что при растяжении он выдерживает нагрузки примерно в 10 раз меньшие, чем при сжатии, и легко разрушается даже при незначительном изгибании. Эта проблема решается путем заливки бетона вокруг скрученных стальных стержней (арматуры), скрепленных друг с другом в виде решетки.
После затвердевания получается новый композиционный материал – железобетон, в котором бетон обеспечивает прочность на сжатие, тогда как сталь сопротивляется изгибу и растяжению. Иногда для армирования используются другие материалы, включая различные виды пластмасс, но у стали деформация в жару и холод примерно такая же, как и у бетона, а это означает, что материал не будет разрушаться изнутри.
Фундаментальные основы железобетонного долголетия
Понятно, что в силу целого ряда объективных причин нет целесообразности или возможности в заказе раствора у профессиональных поставщиков. Тем более что, соблюдая технические условия, даже осуществляя заливку бетона своими руками, можно получить хороший результат.
Фундамент дома – это его основа и гарантия безаварийного функционирования всего того, что он призван поддерживать. Существует превеликое множество способов его закладки: от блокового и свайного – до создания ленточного монолитно-армированного пояса. Впрочем, при всем богатстве выбора, во всех перечисленных случаях он будет бетонным, а точнее – железобетонным. В случае индивидуальной застройки наиболее распространенным является последний из перечисленных вариантов. При этом заливка фундамента бетоном производится сплошным слоем по всему периметру будущего здания, поверх арматурного каркаса.
Все работы по возведению фундамента можно условно разделить на три этапа.
- Подготовительный – планирование площадки, установка арматуры и монтаж опалубки.
- Работы по заливке бетона – замешивание, подача, укладка раствора и уход за бетоном.
- Завершающий – демонтаж опалубки, визуальный контроль и устранение мелких дефектов.
Фундамент: ищем ответы на массу вопросов
Габаритные размеры фундамента, помимо его очевидного параметра – длины, зависят от многих начальных условий: несущей нагрузки (вид стенового материала, этажность, наличие подвала), типа почвы, рельефа местности, уровня подземных вод, глубины промерзания грунта, высоты снежного покрова и многого другого.
Если вести речь о минимальных габаритах, то глубина фундамента должна быть не меньше полуметра, вынос над землей от 30 см, а ширина - как минимум в полтора раза больше кладочного размера стенового материала.
Опалубка: история о том, как форма определяет содержание
Опалубка состоит из щитовой части и упора. При ее формировании нужно учитывать, что бетон на первой стадии – это текучий раствор, заполняющий все свободное пространство. Потому для получения хорошего результата щитовая поверхность должна быть максимально ровной, не содержать щелей и перепадов по высоте, а для соблюдения идеальной вертикали рекомендуется использовать строительный уровень или отвес. В домашних условиях щиты для опалубки изготавливают из сосновых досок сечением 20-25 мм, сшитых между собой планкой из того же материала, а также фанеры, ДСП или металлических листов.
При этом крайне важно не забывать еще об одном свойстве бетонного раствора, а именно о его большом удельном весе, потому толщина щитовых элементов опалубки и упора (как правило, деревянного) должна обеспечивать компенсацию давления бетонной массы. Кроме того, желательно смазать рабочую поверхность щитов солидолом или обтянуть полиэтиленовым рукавом, что обеспечит идеальную гладкость фундамента, исключит вытекание раствора в щели опалубки и упростит ее последующий демонтаж.
Каркас из арматуры должен гарантировать неразрывную обвязку по всей поверхности будущего фундамента, как правило, на один кубометр бетона в зависимости от диаметра приходится от 70 до 120 кг арматурных прутов.
Тайна приготовления бетонного зелья
На следующем этапе приступают собственно к приготовлению смеси для заливки бетона. Коль уж мы ведем речь о частном строительстве, то в качестве мерной единицы будем использовать классические десятилитровые ведра. Марка бетона зависит от соотношений входящих в него материалов и для фундамента чаще всего используют М300. Такой раствор соответствует следующим пропорциям: на 1 ведро портландцемента марки 400 приходится 2 ведра песка и 4 - щебня. Количество воды сильно зависит от влажности песка и вычисляется экспериментальным путем при первом замесе. Затем все ингредиенты тщательно перемешиваются в большой емкости или бетономешалке. Готовый раствор должен иметь однородную тягучую консистенцию, не вытекать сквозь стыки опалубки, и при этом хорошо заполнять все пустоты.
Порядок укладки бетонной смеси
Укладывать бетонную смесь необходимо горизонтальными равномерными слоями, высотой порядка 20 см, распределяя раствор по всей ширине опалубки и не допуская разрывов. Это весьма трудоемкий и динамичный процесс, т. к. для достижения идеальной монолитности фундамента очередной слой бетона необходимо наносить до момента схватывания предыдущего замеса. При этом во время заливки (при отсутствии глубинного вибратора) раствор необходимо постоянно шевелить и протыкать железным прутом или ломом для заполнения всех пустот и обезвоздушивания бетона с целью получения однородной прочности фундамента.
Здоровое «детство» бетона определяет его долгую жизнь
Сразу после завершения заливки начинается этап ухода за бетонной смесью, который в зависимости от погодных условий занимает от трех до пяти дней. В первую очередь это касается периодичного (каждые 2-4 часа) увлажнения бетонной поверхности. Чем выше температура, тем это необходимо делать чаще, но если работы проводятся в прохладное время года и температура колеблется от 0 до +5ºC, то поливку не делают вовсе, защищая свежий бетон от прямых солнечных лучей и температурных перепадов при помощи смоченного песка или опилок. Также необходимо первые два-три дня не допускать хождения по залитой поверхности и предохранять ее от иных механических повреждений. Наиболее быстро прочность бетона нарастает в первые дни, и уже через неделю-полторы составляет порядка 70 % от заявленных марочных показателей (28 дней).
Теперь можно аккуратно снимать опалубку и оценить полученный результат. В случае обнаружения раковин и угловых сколов поверхность фундамента затирают раствором на основе песка и цемента, а лишние наплывы удаляют при помощи кельмы.
Бетон, как всегда, на высоте
Все достоинства бетона нашли свое применение и в устройстве полов. Это в первую очередь прочность, ровность, влагостойкость и долговечность, а относительно высокая теплопроводность в сочетании с активным применением в наши дни систем теплого пола из недостатков плавно перекочевала в один из приоритетов использования подобного типа материалов.
При этом технология заливки пола бетоном даже проще описанного выше устройства ленточного фундамента. Ключевым моментом здесь выступает качественная подготовка покрываемой поверхности, которая подразумевает наличие прочного основания, создания гидробарьера и теплоизоляции для будущего пола. По сути, роль опалубки в этом случае выполняет сама заливаемая площадка и стены помещения, а при стандартной толщине покрытия от 6 до 8 см весь процесс не займет много времени. К тому же для таких работ часто используют легкие бетоны либо мелкофракционные наполнители с более низкой относительно применяемой в фундаменте маркой. В качестве арматуры применяют проволочную кладочную сетку, а главная сложность заключается в идеальном выставлении направляющих маяков, которыми могут служить обрезки обычной трубы. В связи со значительным размером открытой поверхности, особое внимание стоит уделять уходу за бетонной стяжкой после ее укладки, который аналогичен мероприятиям, приведенным выше.
При строгом соблюдении достаточно простых условий технологического процесса бетонные конструкции в состоянии выполнять возложенные на них функции многие годы, радуя своей надежностью не только вас, но и ваших внуков.
