Содержание статьи
Железобетонные изделия – бетонные плиты с включением стальной арматуры. Бетон обладает прекрасным сопротивлением сжатию (со временем под влиянием сжимающих сил он даже упрочняется), но практически не работает на растяжение. Растягивающие усилия принимают на себя стальные пруты арматуры.
Совместимость металла и цемента оказывается возможной потому, что они обладают практически одинаковым коэффициентом теплового расширения и хорошей силой сцепления друг с другом. Бетон и арматура становятся единым целым – застывая, бетон уменьшается в объеме и еще плотнее охватывает рифленые стальные прутья, одновременно защищая их от коррозии.
В качестве арматуры используются металлические (стальные) прутки или пучки проволок. Арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочая арматура располагается в нижней части железобетонных изделий, работающих на изгиб: плит перекрытий, балок, в подошвах фундаментных блоков. Монтажная арматура создает объемный скелет ЖБИ, фиксирует расположение стержней рабочей арматуры, способствует фиксации и закреплению закладных деталей и монтажных петель.
Плиты перекрытий, плиты дорожных покрытий, перемычки, элементы оград, подвалов и фундаментов, детали колодцев и столбы освещения изготавливают на основе тяжёлого бетона (плотность D = 1800-2500 кг/м3).
Такое соединение свойств металла и бетона делает ЖБИ одними из самых востребованных на рынке строительных материалов.
Особо следует сказать о напряженном бетоне, который изготавливают следующим образом. В металлоформу устанавливают стальные стержни, удлиняют их, используя домкрат (или с помощью нагрева электротоком), затем закрепляют в таком положении и заливают бетонной смесью. После того, как бетон набрал прочность, арматуру освобождают от крепления.
Удлиненные стержни арматуры сжимаются сами и сжимают прилегающий к ним бетон, делая его еще прочнее. Напряженный бетон способен переносить более высокие нагрузки, поэтому перекрытия чаще всего изготавливают именно из него: ведь плита перекрытия, помимо собственного веса, должна выдержать вес предметов бытового обихода и размещенных на ней перегородок.
Существует огромное количество типов и видов железобетонных изделий, отличающихся размерами и эксплуатационными характеристиками. Каждое железобетонное изделие имеет характерную для него систему армирования, рецептуру бетона и технологию изготовления.
Плиты перекрытия бывают ребристые и пустотные. Ребристая плита имеет п-образный профиль, ее стандартная толщина – 35 мм. Она хорошо выдерживает усилия на изгиб, но из-за выступающих вниз элементов потолок получается не плоским, что ограничивает применение ребристых плит в строительстве жилых помещений. Пустотные плиты толще ребристых на 185 мм; полости в теле такой плиты обеспечивают дополнительную тепло- и звукоизоляцию, снижают ее вес. Маркировка плит состоит из буквенно-цифровых индексов, которые отражают размер плиты, расчетную вертикальную нагрузку и класс рабочей арматуры.
При закладке фундамента используют такие виды ЖБИ, как сваи, фундаментные блоки и фундаментно-ленточные блоки. Сваи передают нагрузку на нижние слои грунта, обладающие большей несущей способностью, поэтому без них трудно обойтись, если строительство ведется на слабых грунтах.
Фундаментно-ленточные блоки (ФЛ) представляют собой плиты площадью до 3,36 кв. м с поперечным сечением в виде трапеции, их используют для увеличения площади опоры фундамента на грунт. Отсюда второе название ФЛ – «фундаментная подушка». В некоторых случаях на такую «подушку», подобно кирпичной кладке, укладывают фундаментные блоки ФБС (из них также можно возводить и стены).
ЖБИ используют не только в строительстве зданий. Из железобетонных изделий изготавливают заборы, колодцы и опоры уличного освещения, лотки для укладки теплотрасс и многое другое.
Для ЖБИ, работающих на изгиб, строительными нормами и правилами установлены нормативно-допустимые нагрузки. Величина этих нагрузок обеспечивает значительный запас надёжности и, при корректном монтаже конструкции, разрушение железобетонного изделия практически исключено. На крупных заводах есть собственные лаборатории для испытания производимых изделий. Испытания на прочность выполняются с помощью гидравлического оборудования или путем нагружения на плиту блоков определенного веса.
Каждая строительная конструкция (в том числе и плиты перекрытия) рассчитаны на определенные схемы монтажа. Нарушение их может привести к нежелательным последствиям.
При хранении железобетонных изделий нужно учесть ряд особенностей. Во избежание лишних механических нагрузок их следует складировать на ровных площадках в аккуратных штабелях, прокладывая плиты деревянными брусками для проветривания и снятия возникающих напряжений. Кроме того, железобетонные изделия нужно оберегать от атмосферных осадков и не хранить прямо на земле: бетон впитывает влагу, которая может спровоцировать развитие вредной микрофлоры.
Фундамент для загородного дома
В состав смеси для заливки фундамента входит вода, вяжущее вещество или цемент, различные наполнители (щебень, песок) и добавки. Роль бетона переоценить невозможно: если выбрать неправильную марку по плотности, первые трещины могут появиться уже через месяц.
Соотношение основных компонентов (вода, цемент, щебень и песок) в составе смеси зависит от марки, характеристики используемого песка, щебня и от специальных добавок. Водоцементное отношение позволяет создать монолитную структуру фундамента. А пропорциональное соотношение заполнителей позволяет уменьшить внутреннее напряжение в бетоне и усадку материала. Именно от этого зависит прочность будущего фундамента и его способность воспринимать нагрузки.
На выбор бетона для создания фундамента влияют масса будущего дома, возможные нагрузки и геологические факторы (тип грунта, уровень грунтовых вод, тип фундамента, наличие или отсутствие подвального помещения).
Если дом стоит на скальных или песчаных грунтах, лучше выбрать низкую марку бетона M200-M250. Основной недостаток глины - повышенная пучинистость. При заморозках она сильно увеличивается в объеме, неглубокие фундаменты могут неравномерно приподняться на несколько сантиметров и заметно деформироваться. На бетонный фундамент ленточного типа воздействуют разные нагрузки по всему периметру.
Если в доме будет подвал, стоит использовать бетон с повышенной водонепроницаемостью. Также нужно определить уровено грунтовых вод, и исходя из этого, выбирать бетонную смесь для заливки фундамента. Можно использовать самый бюджетный вариант бетона и выполнить наружную гидроизоляцию из гидростеклоизолов или битумной мастики, либо использовать средние по качеству бетонные смеси, защитив их специальными пропитками. Оптимальным выбором будут бетонные смеси высокого качества с повышенным коэффициентом влагостойкости, но их отличает дороговизна и слишком высокая скорость схватывания материала.
В разрезе плитный фундамент - это дренажная подушка, прослойка из песка или щебня, гидроизоляция, утеплитель, сетка из арматуры и бетон.
Нужное количество песка и щебня определяется умножением толщины слоя на площадь засыпки. Если планируется теплоизоляция, ее площадь равна площади плиты фундамента. Необходимое количество гидроизоляции - площадь плиты плюс ширина боковых нахлестов. Количество бетона рассчитывается умножением площади фундамента на высоту. Количество арматуры для арммирования фундамента зависит от размера ячейки. Укладывают два арматурных пояса - верхний и нижний. Каждый состоит из продольных и поперечных прутьев. Если фундамент свайно-плитный, длина свай подсчитывается индивидуально, в зависимости от того, насколько глубоко они будут входить в грунт. Щиты из досок для опалубки должны быть выше, чем предполагаемая высота плиты, а их суммарная длина равна периметру плиты.
Бетонные работы
Пропорции дозирования бетонной смеси нельзя нарушать более чем на 2-3% в ту или другую сторону.
Последовательность заполнения смесителя (бетономешалки):
- вода (15-20% от требуемого объема замеса)
- цемент
- заполнители
- вода до требуемой нормы.
При применении добавок:
- водный раствор добавок
- цемент
- заполнители
При приготовлении бетонной смеси необходимо соблюдать продолжительность перемешивания (в противном случае качество смеси снижается, как и при нарушении пропорций).
Начинать перемешивание следует не позднее чем через 30 минут после загрузки в смеситель или бетономешалку.
Принимая бетон от поставщиков, внимательно следите за качеством, соблюдением правил перевозки и подачи бетонной смеси. Если во время перевозки заполнители осели на дно, а цементное молочко всплыло, значит, смесь уже потеряла часть своих качеств, даже если ее еще раз дополнительно замешать.
Нельзя проводить выгрузку, если высота падения бетонной смеси составляет более двух метров. Избежать этого поможет установка направляющих лотков или щитков.
Выгрузку бетонной смеси нельзя проводить и при обнаружении деформации опалубки. Необходимо прекратить бетонирование и привести опалубку в проектное положение. Внутренняя поверхность опалубки должна быть обработана (бюджетный вариант - жидкий глиняный раствор или известковое молоко, полиэтиленовая пленка).
Приступая к бетонным работам, проверьте выполнение опалубочных и арматурных работ, это позволит свести к минимуму затраты на исправление ошибок.
Химические добавки на больших объемах бетонных работ можно применять только после проверки их на маленьких объемах или лабораторно.
Арматурную сталь для изготовления арматурных каркасов можно использовать только при соответствии класса стали проектным требованиям. Готовые сварные каркасы должны соответствовать техническим условиям для бетонных работ.
Готовые сварные сетки должны устанавливаться с проектным нахлестом друг на друга. Недопустим монтаж арматуры без установки зазора между стержнями и опалубкой. Зазор должен соответствовать проектной толщине защитного слоя бетона.
Требования к металлокаркасам (на примере стержней диаметром до 40 мм):
- места соединений должны иметь не менее двух фланговых швов
- высота шва = 0,25d одного из стыкуемых швов
- ширина шва = 0,5d стержня
- накладки из круглой или полосовой стали должны быть парными
- сталь накладок должна быть той же марки, что и стыкуемые стержни
В сетках из стержней периодического профиля в раскинутой зоне конструкции необязательно приваривать поперечные стержник, но длину нахлеста рекомендуется увеличить на 5d стержней.
Бетонные работы проводят после подписании акта о выполнении арматурных работ, которые относятся к скрытым работам. Акт подписывается представителем заказчика и авторского надзора.
Бетон: характеристики и применение
Бетон – один из древнейших строительных материалов. Из него строили сооружения еще в Египте, Китае, Индии, Древнем Риме. Однако для массового строительства бетон и железобетон стали использоваться только во второй половине XIX в. после получения портландцемента, ставшего основным вяжущим веществом для бетонных и железобетонных конструкций.
В зависимости от пропорций и качества составляющих определяется марка и плотность материала. Бетон в зависимости от класса может выполнять различные функции – начиная от утепления и бетонирования дорожек и заканчивая возведением мостов и защитой от радиации.
По типу вяжущего вещества этот материал бывает цементный, гипсовый, силикатный, полимерный и т.д.
По сей день наиболее распространенный вяжущий материал для производства бетона – цемент. Чем больше его в смеси, тем она прочнее. Цементный бетон в зависимости от объемной массы подразделяется на особо тяжелый (более 2500 кг/м³), тяжелый (от 1800 до 2500 кг/м³), легкий (от 500 до 1800 кг/м³) и особо легкий (менее 500 кг/м³).
Основная характеристика бетона – прочность на сжатие. Это свойство зависит от прочности каменного заполнителя (щебня, гравия) и от качества растворенного в воде цемента. Именно от нее и зависит класс материала. Обозначается она латинской буквой B и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, бетон В25 в большинстве случаев выдерживает давление 25 МПа. Чем выше класс бетона, тем выше все его показатели и тем он дороже.
Разная плотность позволяет использовать разные виды бетона для определенных целей. В зависимости от прочности на сжатие бетонные смеси имеют стандартную маркировку М. Бетон марок М-100, М-150, М-200, М-250 – это низшие классы, которые обладают небольшой прочностью при сжатии. М-300 и выше считаются наиболее качественными и способными выдерживать большие нагрузки. Самая доступная марка бетона – М-100.
Бетон марки М150 используют для подготовительных работ перед заливкой монолитных плит фундаментов, для стяжек, полов, фундаментов под небольшие сооружения, для бетонирования дорожек или установки бордюра.
Особо тяжелый бетон изготавливают на таких заполнителях, как стальные опилки, железная руда, арматура и т.д. Готовый массив из такого материала способен задерживать радиоактивное излучение. Тяжелый бетон самый распространенный, его получают из плотных заполнителей горных пород (керамзит, известняк) и используют в железобетонных и бетонных конструкциях, гражданских зданиях, гидротехнических сооружениях и т.д. Легкий бетон состоит из гидравлических вяжущих и пористых природных заполнителей. Наиболее приемлемая область применения этого материала – наружные стены и покрытия зданий, где требуются низкая теплопроводность и малый вес. Особо легкий бетон применяют главным образом как теплоизоляционный материал.
Бетон различают по трем основным характеристикам: морозостойкость, водонепроницаемость и подвижность. У разных классов бетона они разные.
Морозостойкость обозначается латинской букой F и цифрами 50–1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые он способен выдержать. В индивидуальном строительстве лучше использовать бетон с показателями F100-F200.
Водонепроницаемость обозначается буквой W и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр этой марки. Повышенная влажность и наличие грунтовых вод могут негативно сказаться на состоянии бетона уже через несколько лет его эксплуатации. Поэтому оптимальный выбор – марки W8 или W12.
Подвижность (удобоукладываемость) обозначается буквой П и цифрами от 1 до 5. Для обычных монолитных работ достаточно использовать бетон П2-П3. Для заливки узких опалубок, колонн и других узких форм нужен П4 или «литой бетон».
Наличие добавок (суперпластификаторов) повышает подвижность бетона, увеличивает прочность и плотность, а также водонепроницаемость.
Добавки с противоморозным эффектом обеспечивают проведение строительных работ при температуре от -15 до -25 °C.
Принципиально новый вид – фибробетон. Это разновидность цементного бетона, в котором достаточно равномерно распределены фибра и фиброволокна в качестве армирующего материала. По таким показателям, как прочность на растяжение, ударная и усталостная прочность, трещиностойкость, морозостойкость, водонепроницаемость, а также ряд других, фибробетон в несколько раз превосходит бетон традиционный. Использование технологии армирования фиброволокнами повышает ударную прочность покрытия в несколько раз, увеличивает прочность на растяжение, устойчивость к образованию трещин.
Для фундаментов, несущих конструкций и других частей дома, требуются прочные материалы. В противном случае конструкции размываются водой, на них образуются трещины, и здание может разрушиться. При покупке бетона нужно руководствоваться принципом «чем прочнее, тем лучше».
Качество бетона можно определить по его внешнему виду. Бетонная смесь после перемешивания не должна содержать зерен щебня или гравия, не покрытых раствором. Если ударить лопатой плашмя по бетону, то по оставленному лопатой следу можно судить о качестве смеси. Если при ударе пустоты между крупными частицами не заполняются раствором, то его в бетоне недостаточно. Если же при ударе лопатой она оставляет глубокий след, бетон содержит избыток раствора, что приводит к увеличенному количеству мелких пор в нем. А значит, и к худшему сцеплению друг с другом.
Пескобетон: виды и характеристики
Пескобетон или «литой бетон» представляет собой высокопрочную песко-цементную смесь с добавлением минеральных органических пластификаторов, улучшающих свойства продукта. Это безусадочная смесь для устройства высокопрочных износостойких полов в качестве несущего слоя в подвалах, гаражах, мастерских, а также при осуществлении монтажных работ. Он также широко используется как мелкозернистый бетон для устройства фундаментов, отливок и т.д.
Пескобетон, в основном, используется в процессе приготовления стяжки для устройства полов. Оптимальным вариантом является материал марки М300, так как полы обычно не подвергаются серьезным нагрузкам.
Пескобетонные блоки широко используются при строительстве ненесущих стен и межкомнатных перегородок. Изготовленные из них конструкции легко поддаются оштукатуриванию и нанесению плиточного клея. Кроме этого, пескобетон входит в состав монолитных плит, которые также применяются для создания разнообразных перегородок.
Марка М300 предназначается для строительства высокопрочных и устойчивых к износу конструкций, а также для устройства стяжки пола, заделывания трещин в фундаментах и фасадах, выполнения монтажных работ. Оптимальная толщина слоя – от 10 до 50 мм, а в некоторых случаях — 100 миллиметров (при условии использования армирующей сетки).
Основной компонент данной смеси — цемент. На сегодня существует множество различных его видов, но для пескобетона используют в основном портландцемент, который состоит из клинкера и гипса. Сначала измельчают клинкер и постепенно добавляют в гипс, в результате получается высококачественный и прочный портландцемент. Также данная смесь имеет в своем составе и песок. Многие производители применяют речной мелко- и крупнозернистый песок, еще добавляют некоторые специальные добавки, которые улучшают качество смеси. Это могут быть пластификаторы, антикоррозийные компоненты, гранитная крошка и т. д.
- Высокая прочность и надежность, длительный срок эксплуатации.
- Материал переносит самые высокие нагрузки, не боится механических и других повреждений.
- Имеет высокую плотность.
- Пескобетон устойчив к осадкам и высокой влажности.
- Прекрасно справляется с коррозией.
- Обладает отличной устойчивостью к высоким температурам, а также к их перепадам.
- Значительно уменьшает нагрузку на грунт и конструкции.
- Пескобетон м 300 — универсальный материал, может применяться как для внутренних, так и внешних работ.
- Материал прост в работе, позволяет экономить время и затраты.
- Позволяет создавать идеально ровную поверхность.
- Имеет достаточно невысокую цену, что делает его доступным.
По техническим характеристикам пескобетон разделяется на три группы:
Смесь с мелкой фракцией, применяют для заделки швов, наружной штукатурки, имеет повышенную прочность и надежность.
Смесь со средней фракцией 2- 2,2 мм, используют для изготовления наливных полов, тротуарной плитки, стяжки и т. д.
Смесь с крупной фракцией. Находит свое применение для заливки самых различных фундаментов, которые благодаря данной смеси имеют высокую прочность и длительный срок службы.
Разделения на вышесказанные группы происходит на особом оборудовании при использовании специальных сеток, вибрационных установок и некоторого других инструментов.
Как правило, на квадратный метр площади уходит 18-20 кг сухой смеси, при толщине слоя около 10 мм. Толщина слоя по плитам перекрытия должна быть не меньше 20 мм.
Устройство бетонного пола по грунту
Разберем конструкцию и устройство монолитного бетонного пола по грунту. Под «полом по грунту» будем понимать бетонный пол, выполненный внутри контура фундамента, прямо по земле.
Бетонный пол по грунту можно применять при ленточном и столбчатом фундаменте. Плитный фундамент сам (по конструкции) является сразу и полом по грунту. При ленточном фундаменте конструкция пола, как правило, примыкает к фундаментной стенке.
Пол по грунту выстраивается таким образом, чтобы он был на одном уровне с дверным проемом. По периметру здания следует нанести разметку.
Основные слои (пирог) пола по грунту снизу вверх.
Уплотненный грунт - основание для устройства пола, должен быть качественно уплотнен.
Слои подсыпки (песок 7-10 см и щебень 7-10 см). Слои подсыпки могут выполняться для защиты от капиллярного поднятия воды и могут выполняться как выравнивающий слой. Щебень в слое подсыпки должен быть фракции 30-50 мм (крупный). Песок в слое подсыпки может быть любой, речной и карьерный.
Черновая стяжка пола по грунту - слой поверх подсыпки или уплотненного грунта. Выполняется по полиэтиленовой пленке (стелится на грунт или подсыпку), толщина черновой стяжки 5-7 см. Её можно не армировать. Иногда черновую стяжку заменяют проливкой. Щебень в конструкции черновой стяжки должен быть фракции 5-10 мм (мелкий). Песок в конструкции черновой стяжки должен быть речной, не карьерный (овражный).
Проливка (заливка) пола по грунту устраивается путем проливания раствором слоя подсыпки. Толщина проливки получается равной толщине слоя подсыпки. Устраивается без полиэтиленовой пленки.
Гидроизоляция устраивается из рубероида, 1-2 слоя. Рубероид обычный, без посыпки. Есть условия, когда гидроизоляция обязательна.
Утепление пола по грунту. В качестве утеплителя для пола по грунту рекомендуем применять ЭППС, плотностью 28-35 кг/м3, или пенопласт плотностью от 30 кг/м3 и выше. Толщина утеплителя определяется расчетом (в зависимости от климатической зоны).
Чистовая стяжка. Толщина чистовой стяжки 7-10 см. Щебень в конструкции чистовой стяжки должен быть фракции 5-10 мм (мелкий). Песок в конструкции чистовой стяжки должен быть обязательно речной, не карьерный (овражный). Чистовая стяжка (в отличие от черновой) армируется обязательно. Армирование выполняется сеткой с диаметром проволоки 3-4 мм.
Чистовое покрытие пола по грунту может быть любым.
Необходимость устраивать гидроизоляцию из рубероида (1-2 слоя) возникает, если уровень грунтовых вод пролегает ближе, чем на 2 м от низа пола по грунту. Кроме того, при расположении грунтовых вод ближе, чем 2 м, рекомендуется устраивать подсыпку из песка и щебня. Если уровень ниже, чем 2 м, то можно выполнять пол без гидроизоляции. При уровне ниже, чем 2 м, подсыпка из песка и щебня не обязательна.
При наличии теплоносителей в конструкции пола по грунту, нужно делать зазор между стенами и полом, 2 см. Это требование одинаковое для водяного и для электрического теплого пола. Зазор делается в уровне чистовой стяжки (с теплоносителем). Все слои ниже чистовой стяжки кладутся к стенам без зазора.
Если планируется на пол по грунту ставить что-то тяжелое (тяжелее, чем 200 кг/м2), чистовую стяжку армируют сеткой с диаметром проволоки 4 мм. Если нагрузки до 200 кг/м2, можно армировать сеткой из проволоки диаметром 3 мм.
Если стяжка без теплоносителей, сетка должна располагаться в 3 см от верха стяжки (то есть, примерно посредине). При стяжке с теплоносителями, сетка обязательно должна быть сверху труб, плюс 2-3 см защитного слоя.
На армированную проволокой 4 мм стяжку можно ставить внутренние стены из кирпича (в кирпич), из перегородочного блока (100 мм), стены в полблока толщиной. Под «блоком» имеется в виду любой блок (керамзитобетонный, ракушечник, газобетон, пенобетон и т.д.).
Монтаж бетонного пола по подготовленному грунту проводится при возведенных стенах и кровли крыши.
Первый этап предусматривает разметку основания. Для этого от низа двери необходимо отложить 1 метр вверх и провести горизонтальную линию. Затем отмеряем от линии 1 м вниз, тем самым проводим линию нулевой отметки.
Второй этап включает подготовку основания под бетонный пол. Помещение убирается от мусора, верхний слой грунта снимается на глубину 30 см. Грунт выравнивают и утрамбовывают. Для обеспечения на данном этапе хорошей гидроизоляции рекомендуется промочить водой грунт и проложить слой глины.
Далее выполняют гидроизоляцию и черновую стяжку. Для гидроизоляции используют плотный, без повреждений полиэтилен. Укладывают полиэтилен внахлест и скрепляют скотчем, края его должны загибаться на стены. Дальше идет заливка бетонным раствором пола по подготовленному грунту. Черновую стяжку заливают 5 см толщиной. После ее застывания укладывают пароизолирующую мембранную пленку. В качестве утеплителя используют минеральную вату, керамзит, перлит, изолон, пенопласт, влагостойкую толстую фанеру и другие материалы для утепления.
Следующий шаг включает укладку армированной металлической или пластиковой сетки, которая придает полу прочность.
Далее проводят сборку опалубки, необходимой для бетонной заливки. Опалубку делают из досок и устанавливают между направляющими. Направляющие, чтобы обеспечить качество бетонной плиты, выставляют по уровню.
После установления опалубки выполняют заливку чистового слоя. Заливку проводят раствором, который приготавливают из цемента, чистого песка, щебня и воды в соотношении 1: 2: 4: 0,5 соответственно. Все это тщательно перемешивают, заливают и выравнивают правилом. Потом, когда подсохнет пол, вынимают направляющие и швы заливают бетоном. Полное высыхание залитой стяжки длится около четырех недель. Затем можно укладывать напольное современное покрытие.