Бетон. Технологія бетонних робіт у будівництві будинку

У статті буде розказано про технології бетонних робіт, буде дана класифікація бетонів для приватного будівництва й зазначені важливі аспекти виробництва бетонування конструкцій частки будинку.
Чому так важливо дотримувати технології бетонних робіт?

Саме це питання і є основним для розкриття в цій статті. Бетонні роботи дуже трудомісткий і складний процес. У приватному будівництві він може займати від 10% до 50% вартості всіх будівельних робіт, до них можна віднести бетонування фундаментів, ростверків, підвальних стін, балок, перекриттів, монолітних ділянок, перемичок і т.д. Не дотримання строгих, але не складних правил може привести до значних дефектів бетонних конструкцій:
зменшення марки бетону в порівнянні із проектної
кришення бетону
неприпустимі прогини й крени конструкцій
розшарування бетонної суміші
поява пор (дір) у тілі бетонної конструкції - утворення концентраторів напруг
відколи, відколи шматків бетону
зменшення захисного шару бетону
Приміром, здається, що якщо не вібрувати бетон нічого страшного не буде, зате яка економія часу й грошей! А от і ні, така операція є невід'ємною частиною технологічного процесу й зневазі нею може привести до непрацездатності фундаменту й непередбачених деформацій. Невірний відхід при твердінні бетону може привести до появи низькоякісної й непридатної конструкції, навіть якщо споконвічно ви брали якісний бетон високого класу. Таким чином, варто зрозуміти, що кожен пункт технології описаний нижче є обов'язковим до виконання.

Класифікація й види бетону

Бетон одержують змішуванням в'язкої речовини (звичайно цемент), дрібного(пісок) і великого (щебені або гравій) заповнювача, води і якщо буде потреба спеціальних добавок. Щільність бетону в затверділому стані коливається від 2200кг/куб.м до 2500кг/куб.м. При виборі виду, марки, класу бетону для конструкцій інженер керується розрахунками, нормами й рекомендаціями. Повний цикл набору міцності бетоном становить 28 днів, при нормальних умовах - температура до 20 градусів і вологість не менш 80-90%. Для того щоб зрозуміти ці позначення розглянемо основні характеристики бетонних сумішей:
Важкий(звичайний) або легкий бетон. Основна відмінність таких бетонів у заповнювачі. У важких бетонах великий заповнювач - гравій або галька, У легких бетонах (газобетон, перлитобетон, пінобетон) доменні шлаки (шлакобетон). заповнювачем виступають відносно легені матеріали - керамзит, перліт, спінена порошок. Важкі бетони застосовні для конструктивних елементів (фундаменти, балки, перекриття), легені застосовуються для конструктивних і теплоізолюючих елементів (стінові блоки, полегшені перекриття)
Види фракцій(розмірів) великого заповнювача. Грубозернистий бетон - із заповнювачем більше 10мм, дрібнозернистий бетон у якому використають заповнювач менше 10мм.
Міцність бетону - міцність затверділого бетону на стиск. Залежно від міцності бетону його розділяють на класи й марки: В3,5; В5; В7,5; В12; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60. У приватному будівництві найбільш застосовні бетони класів В3,5 й В7,5 (для неармованих конструкцій, підлив, підбетонок, щаблів) і В15, В20 для пристрою всіх армованих конструкцій.

Співвідношення класу й марки бетону
Щільність бетону - відношення маси бетону до його обсягу. Найбільш зустрічаємі в приватному будівництві це важкі бетони (1,8-2,5т/куб.м) і легені (0,6-1,8т/кубм)
Морозостійкість бетону - це здатність бетону витримувати змінні цикли «заморожування-відтавання», іншими словами це на скільки незахищених бетонів здатний зберігати свою міцність під дією змінних температур. Марки бетону по морозостійкості: F25; F35; F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500, у приватному будівництві застосовують марки по морозостійкості від F35 до F150.
Водонепроникність бетону - опір бетону просочуванню води під тиском. Розрізняють марки бетону по водонепроникності: W2, W4, W6, W8, W10, W12. У приватному будівництві така характеристика бетону може зустрінеться при будівництві басейнів або фундаментів в умовах високого рівня ґрунтових вод, найбільш застосовувані марки W2-W6.
Тверда або рухлива бетонна суміш. Рухливу суміш відносно легко перемішувати. Вона плавно приймають форму опалубки під впливом сили тяжіння Землі. Тверду суміш необхідно укладати, прикладаючи при цьому силу.
Вимоги до рухливості бетону різних видів конструкцій:

густоармовані конструкції, ригелі, плити, колони 5-9 див
стіни, стіни підвалу 1-4 див
бетонні набивні палі 4-5 див
для неармованих і малоармованих фундаментів 1-3м
для масивних армованих фундаментів і плит 3-6 див
Ця характеристика має вираження в так називаній «осіданні конуса» , підраховується в сантиметрах. Загальний час випробування з початку заповнення конуса бетонною сумішшю у встановленому приладі при першому визначенні й до закінчення визначення твердості при другому визначенні не повинне перевищувати 15 хв. Чим більше осаду конуса (від 0див до 20див) тим більше рухлива суміш.
 Рухливість бетону
Часто приватні забудовники прибігають до виготовлення бетону прямо на будівельному майданчику, обґрунтовуючи це дешевиною й зручністю. Але не завжди в такий спосіб можна досягти заявленої проектної марки бетону, однорідності бетонної суміші, правильної рухливості бетону. Ну а як по іншому? Якщо бетон погано сповзає по коробі в опалубку, треба додати води? А от і немає! Це змінить водоцементне співвідношення бетону й понизить марку. Із цього можна зробити вивід, що краще замовляти бетон на заводі, що добре себе зарекомендував.
Паспорт бетону
При цьому вам зобов'язані надати паспорт на товарний бетон, де будуть його характеристики. У вас буде документ, у випадку не відповідності можна звернеться зі скаргою до виробника. Рухливість бетонної суміші визначається заводом виготовлювачем на підставі розробленої технології, залежно від кількості армування, сприйманих навантажень, виду конструкції й т.д.
Технологія бетонних робіт і важливі моменти.
У цілому технологію можна розділити на три більших етапи:
Підготовчі й опалубні роботи
Подача, прийом бетонної суміші й догляд за бетоном
Розпалубування, роботи після бетонування
Кожний з етапів вимагає певний час, сили й знання на його виконання, етапи будуть описані в хронологічному порядку, що дасть можливість одержати своєрідну «технологічну карту» виробництва бетонних робіт.
Підготовчі й опалубні роботи
Насамперед необхідно зробити замовлення бетону на заводі або зробити його самостійно. Вибирайте з відомих заводів виробників або бетоно-розчинних вузлів (мінізавод), порадьтеся з будівельниками, довідайтеся про якість бетону, способах доставки, ціні. Роблячи замовлення вкажіть марку, морозостійкість, водонепроникність, рухливість бетону, фракції дрібного й великого заповнювача (залежить від призначення конструкції, типу армування й способу бетонування), обсяг і час доставки. Перед початком монтажу опалубки, всі великогабаритні вантажі повинні бути прибрані з місця монтажу, необхідно відчистити площадку від сміття й непотрібних будматеріалів.
Опалубка по виду монтажу ділиться на знімну (яку можна використати після бетонування повторно) і незнімну (залишається частиною конструкції й повторне використання якої неможливо).

Перед початком опалубних робіт необхідно визначиться з видом опалубки, що будете застосовувати. Види опалубки:
Дерево. Найбільш застосовувана в приватному будівництві вид опалубки, виготовляють із хвойних і рідше листяних порід дерев, товщиною від 20мм. Застосовують для всіх видів конструкцій.
Фанера. Застосовують 12 слойну фанеру для виготовлення колон, стін, сходів. Також має широке поширення в коттеджном будівництві.
Деревостружні плити. Товщиною 20мм, застосовують також як і фанеру.
Метал. Застосовують як прокатний метал, так і листовий (у вигляді незнімної й знімної опалубки). У приватному домобудівництві застосовують рідше, через дорожнечу матеріалу.
Синтетичні матеріали. Номенклатура з кожним роком збільшується, але найбільш застосовувані це пінопласт, склотканина, склотекстоліт.
При будівництві котеджу або частки будинку самим застосовуваним видом опалубки є дерев'яна саморобна опалубка. Така опалубка складається з 3 частин:
1. Щитова частина. Частина яка примикає безпосередньо до бетону і є площиною формування конструкції.
 Щитова частина опалубки
2. Кріпильні, розпірні елементи. Утримують опалубку від деформацій під впливом ваги бетону.
3. Підтримуючі стійки. При бетонуванні балок, перекриттів необхідний елемент тимчасового кріплення конструкції.
Стійки й розкоси опалубки
Щитову частину роблять із дошки товщиною не менш 2-2.5див, ширина дошки 150-200мм, з її набирають необхідну поверхню й скріплюють поперечними брусковими балками (зшивна планка), із кроком 0,5-1 метр, залежно від геометричних характеристик конструкції. Цвяхи вбивають із боку щита, зверненої до бетону. Цвяхи необхідно підбирати на 10-20мм більше сумарної товщини дошки й бруска. Якщо кінці цвяха виступають із внутрішньої поверхні опалубки їх треба загнути перепендикулярно. Дошку звичайно підбирають виходячи з розмірів конструкції, але при цьому необхідно враховувати вагу такої дошки, її повинен могти підняти й перенести робітник. Опалубку монтують відповідно до опалубних креслень, по осях й оцінкам, зазначеним у проекті.
Бетон при твердінні давить на поверхню опалубки своєю вагою, щоб зберегти стійкість щитів використають спеціальні елементи. У вигляді розпірних і стяжкових елементів використовують болти, арматури, дерев'яні балочки, стяжки із кроком від 1,5 до 3м, залежно від виду й розмірів конструкції.
Стійки виконують із бруса перетином, обумовленим розрахунком , з розширенням зверху. При розміщенні стійок для перекриттів можна використати шаховий порядок із кроком 1-2м. Зрозуміла справа, що чим більше стійок тим краще й зменшиться ймовірність нерівності площин перекриття або балки.
 Стійка
Важливі моменти монтажу опалубки:
Перед бетонуванням необхідно перевірити твердість і міцність опалубки, звірити всі розміри опалубки із проектною документацією вертикальні й горизонтальні рівні.
Перевірити наявність щілин і дір у дерев'яній опалубці, у випадку виявлення щілин шириною більше 3 мм й отвору в дерев'яній опалубці зашпаровують, від 3 до 10 мм конопатять (скрученої в кіску) клоччям, а більше 10 мм - зашпаровують дерев'яними рейками. Забивають глиняним тестом, але це в минулому, а сьогодні прийшла ера монтажної піни.
Внутрішня поверхня повинна бути гладкої, якщо вона не гладка укласти по всьому периметрі поліетиленову плівку або картон, у підсумку бетон буде гладким і цементним молоком залишиться в бетоні. Воно необхідно в цементі у вигляді сполучні і його втрату може привести до зменшення міцності бетону.
Безпосередньо перед бетонуванням необхідно відчистити опалубку від бруду, ганчірок, шматків непотрібних арматур, деревинок і т.д. Якщо бетонування ведеться взимку відчистити опалубку від снігу.
Перед бетонуванням внутрішню частину опалубки необхідно змазати змащенням (состав вода-ми_-гас, вода-мило-масло) або зволожити, для того щоб після розпалубування опалубка знімалася легше і її можна було використати повторно. Також використають відпрацьоване масло, дизпаливо, емульсол.
Подача, прийом бетонної суміші й догляд за бетоном.
Після монтажу опалубки необхідною операцією є установка арматурних каркасів. У середньому для армування залізобетонних конструкцій необхідно від 70 кг до 120 кг на 1 кубічний метр бетону, докладніше читайте в статті про "Технології арматурних робіт". Після чого можна приступати до бетонування
Важливо пам'ятати, що переохолодження бетонної суміші приведе до її розшарування й втрати властивостей, перегрів - до швидкого твердіння й неможливості укладання. Це процес ставиться до зимових бетонних робіт і це окрема тема для статті. Тому бетонну суміш варто замовляти безпосередньо на той час, коли по приблизним розрахунках буде готові опалубка й усе підготовлено для бетонування. Граничний припустимі строк доставки суміші від заводу до площадки:
при 20 градусах Цельсія - 45 хвилин
10-19 градусах Цельсія - 60 хвилин
5-9 градусів Цельсія - 90 хвилин
У випадку якщо час для доставки бетонної суміші більше чим 1,5 години, у бетон додають сповільнювачі схоплювання й твердіння, а також пластифікатори. Коли бетонну суміш привезли на будмайданчик потрібно зажадати паспорт бетону, у ньому уточнити марку(клас), час виготовлення й дату, водонепроникність, морозостійкість і зрівняти з тими даними які Ви замовили. Також потрібно подивитися чи не розшарувався бетон? Як про це можна довідатися? Розшарування відбувається коли суміш перевозили неправильно (не перемішуючи в бетоновозі). Тоді гравій і пісок опускаються на дно, а цементне молоко й вода спливають на поверхню. Цей процес приводить до ускладнення укладання бетонної суміші й у майбутньому до зменшення класу. У випадку розшарування бетонну суміш потрібно ретельно перемішати перед бетонуванням. Раніше перевезення здійснювали самоскидами, але в цей момент вони майже не застосовуються.
У приватному будівництві прийом бетонної суміші в опалубку здійснюється в основному по спеціальних ринвах з бетоновоза («міксера»), бетономішалки або безпосередньо з бетоновоза, якщо є можливість зручного під'їзду.
 Заливання бетонної суміші
Ринву виконують зі збитих дерев'яних дощок товщиною 50 мм і шириною від 150 мм, їх зміцнюють поперечними брусками із кроком 0,5-1м.
Бетонну суміш укладають горизонтальними шарами однакової товщини (10-20 див) без розривів, з послідовним напрямком укладання в одну сторону у всіх шарах. Наступний шар необхідно укладати до початку схоплювання попереднього шару. Бажано, щоб бетон падав на поверхню опалубки з висоти не більше 2 метри (для того щоб не було розшарування бетону). При пристрої високих монолітних конструкцій можна використати ринви або бетононасос. Під час укладання суміші його вібрують глибинними вібраторами, це робиться для того, щоб із суміші вийшли всі пори повітря (пухирці) і бетон вийшов однорідноміцний. Під впливом вібратора бетонна суміш стає більше пластичної й попадає в усі пори й незаповнені ділянки. При ущільненні бетонної суміші кінець робочої частини вібратора повинен поринати в раніше покладений шар. Переставляти вібратор треба на відстань 25-50 див (зони вібрування повинні небагато перекривати один одного), вібрувати 0.5-2 хвилини, залежно від виду бетонної суміші. При вібруванні не можна доторкатися вібратором арматурних стрижнів, опалубки, підставок під арматури. Вібрування припиняють після того як не залишиться не провіброваних ділянок і коли забезпечене повне ущільнення бетонної суміші. На можливість закінчення вібрування вказує виділення розчину уздовж опалубки й занурення часток великого заповнювача в розчин.
 Вібрування бетонної суміші
Після подачі бетонної суміші потрібно починати вести догляд за нею, для того щоб бетон придбав необхідну міцність у призначений строк. Наростання міцності бетону відбувається швидко й бетон (на портландцементі) через 7-10 днів після укладання набирає 60-70% своєї 28-денної міцності. Потім ріст міцності сповільнюється. Нормальні умови твердіння описані вище (t=20 C і вологість не менш 80%) особливо важливо підтримувати перші кілька днів. Догляд за бетоном ведуть звичайно 3-5 дня. Необхідний догляд за бетоном:

• підтримувати вологий стан бетон - поливати водою до насичення кожні 2-4 години. Чим вище температура повітря, тим більше випаровується води, тим обільніше потрібно поливати. При температурі нижче +5 градусів Цельсія поливання не роблять.

Зволоження бетонної суміші

• не давати сонячним променям прямо впливати на бетон (укриття бетону). Укривають бетон вологоємним матеріалом (тканиною, обпилюваннями, піском) і періодично змочують його.
• Догляд за бетонною сумішшю
• берегти бетон від ударів, струсів
• берегти від різкої зміни температури (день-ніч)
• рух людей по забетонованих конструкціях дозволяється тільки після 2-3 днів

Розпалобування.
Розпалобувальні роботи починають при досягненні бетоном 70-80% проектної міцності, у нормальних умовах це наступає після 7-10 доби набору міцності бетоном. Міцність бетону незавантажених монолітних конструкцій при розпалубці повинна бути не менше 0,2-0,3 мпа. Як зрозуміти, що бетон набрав міцність? Необхідно провести випробування бетону на міцність, звичайно це виконується лабораторними методами із застосуванням ударно-імпульсних й ультразвукових приладів.
Але в умовах приватного будівництва, при правильній технології бетонування й догляду за бетоном, показником набору міцності бетону будуть: бетонна поверхня стане світліше (не затверділий бетон має темно-сірі кольори) і на дотик твердої. Важливі момент при знятті опалубки:
Розпалобувальні роботи необхідно проводити обережно, із застосуванням ломів, молотків, лап для того щоб можна було використати опалубку повторно.
Бажано якнайменше доторкатися до поверхні бетону інструментами для того щоб не зашкодити структуру конструкції.
При забрудненні опалубної поверхні бетонною сумішшю необхідно очистити поверхню металевими щітками й шкребками й змазати емульсійним составом.
При утворенні великих раковин і сколовши на поверхні бетону її зачищають і затирають цементно-піщаним розчином.
Напливи бетону на поверхні потрібно видалити кельмою.
Контроль якості бетону.
Контроль якості бетону в приватному будівництві здійснюють фахівці за допомогою лабораторного аналізу й спеціальних інструментів. До основних методів неруйнуючих випробувань бетону відносять:

• Молоток Шмідта
• Молоток Кашкарова
• Пресс для визначення міцності бетону в зразках при стиску й на вигин

Ультразвукові випробування бетону
На підставі отриманих даних, інженер робить виводі про фактичну міцність бетону й порівнює із заявленої.