Железобетонные конструкции надёжны и долговечны. Их качество зависит от соблюдения технологии при изготовлении. В этой статье мы расскажем, как в домашних (полевых) условиях добиться качества железобетона, близкого к заводскому.
«Домашний» железобетон
Бетон — один из самых распространённых строительных материалов, известный со времён древнего Рима. Принцип устройства железобетонных конструкций (ЖБК) и железобетонных изделий (ЖБИ) с тех пор не изменился. Однако на сегодняшний день разнообразие бетонов огромно, и мы остановимся на тех конструкциях и изделиях, которые можно изготовить и применить в частном строительстве.
Рассмотрим наиболее распространённые ЖБК, которые разумно будет изготовить самостоятельно.
Фундамент
Различают следующие разновидности монолитных фундаментов: свайный (с ростверком или без), ленточный (эконом-вариант, только под стенами), сплошная плита (при плывучести грунта, на песках), сборные фундаменты.
Перекрытия
Применяются в каменных домах. Исключительно надёжны и долговечны, но требуют трудоёмкой подготовки опалубки.
Стены, простенки, парапеты
Парапеты могут быть как полудекоративные (бортики, перилла), так и конструктивными (упор для грунта или насыпи). Монолитные стены — довольно сложные по исполнению, поэтому в домашних условиях их делают редко.
Площадки, отмостки
Бетон не боится осадков, напротив, крепчает во влажной среде. Выдерживает высокие нагрузки.
Лестницы, лестничные марши
Дают возможность подогнать ж/б лестницу под местные условия и размеры (то, что не сделает завод).
Армопояс
Неотъемлемый элемент каменного (пено- и газобетонного) дома. По сути — тот же ленточный фундамент, только тоньше и сверху стены.
ЖБИ, которые можно изготовить своими руками:
- Перемычки. Оконные и дверные перемычки заливаются по месту.
- Тротуарные плиты, колодезные крышки, поребрик, прочие мелкие элементы. Здесь могут понадобиться формы, вибростол, которые также можно сделать самостоятельно. Однако можно обойтись и обычным вибратором.
Качество бетона
Иногда «бетоном» называют как попало набросанные камни, слегка облитые раствором на прошлогоднем цементе и шлаке, но такой раствор далек от качественного бетона. Свойства бетона зависят от трёх факторов: марки цемента, пропорции компонентов и наличия добавок.
Для несущих и самонесущих элементов и ответственных конструкций (перемычки, перекрытия, лестничные марши) рекомендуем использовать цемент марки 500. В остальных случаях подойдёт марка 400.
Оптимальным для ЖБК является щебень фракции 5–20 мм. Для мелких ЖБИ — 5–10 мм.
Внимание! Щебень должен быть условно чистым, без существенной примеси органики.
На качество бетона также влияет состав и происхождение песка: угловатые морские песчинки лучше держатся в растворе, чем гладкие речные.
Внимание! Даже малый процент примеси глины в песке может резко снизить качество бетона.
Наличие глины можно отличить по характерному коричневатому оттенку (чистый песок имеет светло-жёлтый цвет) и липкости (слепленный «снежок» не рассыпается). Обратите на это внимание при выгрузке песка из самосвала — как сильно он прилипнет к кузову.
Классические пропорции бетона: 3 части песка, 3 части щебня, 1 часть цемента, воды — до нужной консистенции.
Внимание! Чересчур «крутой» (суховатый) бетон может не заполнить все пазухи, а слишком жидкий — потрескается («цементное молоко» вытечет через щели опалубки).
Распространённая ошибка: больше цемента — больше прочности. Цемент — химически активное вяжущее вещество. При его повышенной концентрации и дефиците песка он просто реагирует с водой, распадается на составляющие элементы и «не работает». При «передозировке» цементом на поверхности также появляются мелкие и средние трещины, изделие имеет белёсый оттенок.
Сыпучие добавки: шлак, граншлак, керамзит, вермикулит и другие — применяют только для улучшения теплоизолирующих свойств. При этом резко снижается несущая способность и устойчивость к атмосферным явлениям (такие поверхности должны быть защищены). Не добавляйте шлак в фундамент из экономии! Основная функция фундамента — нести нагрузку от стен. Улучшить свойства бетона поможет вискоза (при устройстве полов).
Жидкие добавки в основном бывают трёх разновидностей:
- пластификаторы (делают бетон пластичнее)
- зимние (ускоряют твердение до потери температуры)
- упрочнители (повышают прочность до 15%)
Для изготовления мелких ЖБИ обязательно используйте пластификаторы согласно инструкции.
Железо в бетоне
Распространенные заблуждения: «зачем вообще тратиться на арматуру — бетон и так тяжёлый и прочный» и «арматура нужна только для того, чтобы бетон за неё держался».
Действительно, в ЖБИ и ЖБК бетон воспринимает нагрузку на сжатие. Но в 90% случаев на несущие элементы действуют комбинированные нагрузки — сжатия и растяжения. Арматура выдерживает растяжение в железобетоне, не позволяя конструкции или элементу разломаться. Сам по себе бетон хорошо держит вертикальные нагрузки только в форме правильного куба и в лабораторных условиях.
Выбор диаметра арматуры. Стержни в каркасе делятся на:
- рабочие (продольные)
- распределительные
- монтажные (поперечные, хомуты)
Чтобы не углубляться в расчёты, опишем принцип выбора.
Рабочую арматуру в несущих и самонесущих ЖБК (перекрытия, лестницы, перемычки, упорные стенки, арки, фундаменты, колонны, столбы, сваи) используйте А3 диаметром 16 мм с шагом 150 мм.
Распределительную (поперечные пруты висячих лестничных маршей, дополнительные выпуски и усиления) испольеуйте А3 диаметром 12 мм с шагом 150–200 мм.
Хомуты каркасов — проволока 6–8 мм с шагом 150–250 мм (в зависимости от назначения элемента).
Внимание! В перекрытиях и стенах обе арматуры — и продольная и поперечная — являются рабочими и каркас состоит из двух «зеркальных» сеток.
Для армирования наземных плит, дорожек, отмосток толщиной более 80 мм используйте арматуру любой марки диаметром 10–12 мм с ячейкой 150–200 мм в один слой. При меньшей толщине подойдёт сварная (кладочная) сетка 2,5–3 мм с ячейкой 50–100 мм.
При изготовлении мелких ЖБИ также используйте указанную сварную сетку.
Всё о вибрации
Вибрирование — «момент истины» для железобетона. Многие пренебрегают этой процедурой, сводя на нет достоинства ЖБК и сокращая срок службы ЖБИ в 2–3 раза.
Зачем нужна вибрация и что происходит в этот момент в жидком бетоне? Основной несущий компонент бетона — щебень (крупный заполнитель). Цементно-песчаный раствор лишь распределяет нагрузку между камнями. Вибрация выполняет следующие функции:
- Позволяет щебню занять своё место, плотно уложиться камень к камню, чтобы после твердения нагрузка передавалась на него, а не на слабый цементный раствор.
- Обеспечивает удаление пузырьков воздуха, чтобы не было пустот после твердения. Это особенно важно для мелких ЖБИ.
- Заполняет бетоном все пазухи опалубки ЖБК и мелкие насечки (узоры) форм ЖБИ.
- Делает жидкий бетон подвижным, облегчая работу с ним (сгон излишков, установка «горизонта» поверхности).
Для работы с ЖБК, имеющими значимый вертикальный размер, используйте глубинный вибратор с вибробулавой диаметром 40–50 мм. При бетонировании плит и плоскостей подойдёт виброрейка (двигатель с вибрирующим устройством, закреплённый на жёсткой металлической рейке). Такой двигатель можно закрепить на металлическом столе (получится вибростол для мелких форм).
Время вибрирования, как правило, около 10-ти секунд при полном погружении вибробулавы. Пузырьки воздуха должны перестать выходить, а через мелкие щели опалубки должно сочиться «цементное молоко». Поверхность бетона при этом станет ровной и гладкой.
Внимание! Избегайте слишком долгой вибрации (более 20 секунд). Это может привести к осадку крупного и мелкого заполнителя и расслоению, что станет причиной неоднородности и ненадёжности бетона.
Берегите руки: делайте перерывы между сеансами вибрации (не более 10-ти минут непрерывно).
Укладка и уход за бетоном
Укладка бетона в опалубку — не только конец работы, но и начало жизни новой конструкции.
Твердение (схватывание) бетона — химическая реакция при участии воды и положительной температуры. Бетонные работы рекомендуется проводить при температуре воздуха не ниже +5. При более низких температурах используйте специальные жидкие добавки. В зимний период на больших стройках применяют электропрогрев (прогревочный кабель вплетается в арматурный каркас) при помощи специальных электростанций 380 В.
Внимание! Перекрытия, лестницы и перемычки заливаются всегда за один раз, без пауз. Демонтаж опалубки — не раньше 10 дней.
При большом объёме ж/б фундамент допустимо заливать за несколько раз, но послойно с перерывами не более 10-ти часов. Уложенный бетон следует накрыть, чтобы сохранить благоприятную влажную среду.
Опалубку лучше изготовить из ламинированной фанеры, смазанной маслом — это облегчит разборку. Следите, чтобы масло не попадало на арматуру. Демонтируют опалубку висячих лестничных маршей и перекрытий через 10 дней, прочих ЖБК — через 12 часов. Бетон схватывается через 3 часа и в течении 28 суток набирает марочную прочность.
Помните! Соблюдение технологии — залог надёжности и долговечности любых конструкций.
