Бетон – уникальный и многофункциональный материал. Его успешно используют практически на всех этапах строительства, из него изготавливают отделочные материалы и тротуарную плитку. Именно от его качества зависит прочность и долговечность любого строения. Как сделать крепкий бетон, способный прослужить долгие десятилетия?
Схема пропорций бетонной массы.
Технологический процесс приготовления прочного бетона кажется незамысловатым, но при этом растет количество жалоб на растрескивание, например, фундамента.
Что нужно знать и учитывать, чтобы бетон для любых целей оправдал ожидания?
Основные понятия
Классически под бетоном подразумевают смесь из таких компонентов:
- Цемент – связующее звено, превращающее составляющие в монолит.
- Песок – основа прочности и заполнитель мелких пустот.
- Заполнитель – это может быть гравий, щебень и некоторые другие материалы. Именно каменная составляющая обеспечивает уникальную прочность материала.
- Специальные добавки – всевозможные пластификаторы и др. С помощью этих химических составов бетону придается желаемая консистенция и улучшается его качество.
- Вода.
Схема процессов при твердении бетонной массы.
Основным показателем качества бетона является прочность на сжатие. Эта характеристика отражает способность раствора противостоять механическому воздействию, которое неизбежно. Измеряется этот показатель в МПа (мегапаскалях) и отражает уровень нагрузки, который бетон способен выдержать без деформации и изменения свойств. Прочность бетона зависит от качества и типа цемента, используемого для приготовления, фракции песка и заполнителя, соблюдения технологического процесса. Маркируется бетон в зависимости от своей прочности от В 3,5 до В 80, где цифра – это показатель давления, которое этот состав выдерживает в 95% случаев.
Самый простой, зачастую используемый для заложения подложки фундамента бетон, – простая смесь цемента и песка крупной фракции. В зависимости же от использования вспомогательных компонентов растет прочность состава, а значит и долговечность, надежность строения.
Но прежде чем выбирать рецепт, который сделает бетон прочным, важно разобраться со всеми компонентами. От их качества и будет зависеть результативность работ.
Цемент – основа основ
Цемент – основной и самый важный ингредиент состава под названием бетон. Он обеспечивает связывание дополнительных компонентов.
Идеальным вариантом для приготовления прочного бетона является портландцемент. Благодаря высокому содержанию силикатов кальция он обеспечивает идеальную адгезию (сцепление) материалов. Дополнительным плюсом этого материала является допустимость работ при более низких температурах, но этим преимуществом нельзя злоупотреблять. Приготовление смеси и заливка при температуре ниже +16ْ°C негативно скажется на качестве. Если же возникла необходимость проведения работ в холодном климате, обязательно нужно использовать специальные пластификаторы. Для работы в теплый летний период подойдет шлакопортландцемент.
Схема структуры бетона.
При приобретении цемента главный ориентир – марка. Она указывается на мешке, и именно от нее будет зависеть стоимость. Обычно она выглядит так: М 500-Д 10 (цифры могут варьироваться). Первый показатель – это та самая прочность, оптимальная марка М 500, можно использовать и М 400, но это скажется на качестве, бетон будет менее прочным. Второй показатель – содержание примесей, значение Д 10 указывает на то, что в цементе содержится 10% инородных элементов. Чтобы бетон был достаточно легкий и прочный, следует выбирать материал с показателем до Д 20.
Кроме основательного подхода к выбору марки цемента необходима и визуальная оценка. Качественный материал должен быть сухим, однородным и сыпучим. Даже незначительная сырость негативно скажется на прочности строения.
Оценивать потребность в бетоне необходимо непосредственно перед началом работ, максимальный срок – за 2 недели. В данном случае лучше приобрести недостающий мешок, чем оставлять излишки, они при хранении впитают влагу из окружающей среды и станут некачественным балластом. При покупке нужно тщательно проверять целостность упаковки и наличие соответствующей маркировки.
Без песка не обойтись
Обойтись без этого компонента бетона можно в крайне редких случаях. В остальных же именно песок обеспечит достаточную плотность и качественное заполнение пустот. Каким же должен быть песок, чтобы сделать качественный бетон?
- Чистым. Это одна из важнейших характеристик. Инородные примеси, особенно растительного происхождения, будут разлагаться в толще бетона, снижая его прочность. Если же песок был приобретен засоренным, его обязательно необходимо просеять. Пусть это отнимет время, но значительно увеличит прочность будущей конструкции.
- Однородным. Для строительства подходит песок фракцией от 1,5 до 5 мм. Но при этом нужно стараться, чтобы разбег был не более чем 1,5-2 мм. Чем однороднее песок, тем прочнее сооружение.
Таблица марок бетона.
Предпочтительнее использовать речной песок, так как он зачастую уже чист. В овражном же часто содержатся суглинистые примеси и илистые включения. В отдельных случаях можно произвести тщательную промывку и последующее отстаивание песка, но это трудоемко, особенно в домашних условиях.
В некоторых регионах, удаленных от крупных рек, можно обнаружить так называемый каменный или скальный песок. Он представляет собой дробленую до необходимой фракции горную породу. При использовании такого материала нужно учитывать, что он гораздо тяжелее обычного песка, а значит, его использование не позволит получить легкий бетон, что особенно важно при монтаже межэтажных перекрытий.
Каким должен быть качественный заполнитель
В роли заполнителя бетона могут выступать практически любые камни подходящего размера. Но и здесь есть несколько требований, которые помогут улучшить качество бетона.
- Заполнитель должен быть чистым. Как и в случае с песком, необходимо заранее убедиться в отсутствии примесей. При необходимости прибегают к просеиванию.
- Независимо от типа заполнителя все элементы обязаны иметь шероховатую поверхность, именно она обеспечивает высокую адгезию. По этой причине стоит отказаться от использования гальки.
- Оптимальная фракция – от 8 до 35 мм, правило однородности сохраняется. Но в случае самостоятельной заливки лучше использовать разнофракционный гравий, например, мелкий и средний. В таком случае он обеспечит лучшее уплотнение даже без использования профессиональных трамбовок.
- Чтобы после застывания получить легкий, но очень прочный заливочный материал, рекомендуется использовать керамзит.
Обычно заполнители довольно тяжелы, поэтому их необходимо складировать в непосредственной близости от места замешивания бетона. Кроме того, нужно учесть, что загрязниться гравий может и во время хранения, а значит, насыпь лучше организовать на прочной основе или на брезентовом полотне. При хранении материала на земле нижний слой становится браком или требует промывки и просушки.
А как же вода и другие компоненты?
Схема определения пластичности бетонного раствора.
Принято считать, что качество воды никак не отражается на прочности бетона. Это ошибочное мнение. Именно этот жидкий ингредиент способен улучшить или ухудшить качество.
Чтобы бетон был прочным и прослужил долгие годы, нужно использовать водопроводную воду, которая хотя бы условно пригодна для питья. Строго не рекомендуется использовать воду из природных водоемов, в ней содержатся кислотные и щелочные примеси, которые не позволят сделать прочный и легкий бетон.
Кроме того, в раствор зачастую добавляют различные компоненты, меняющие свойства в сторону улучшения.
- Пластификаторы. Это специальные составы, позволяющие изменить свойства бетона. С их помощью можно уменьшить потребность в воде, скорректировать текучесть и пластичность.
- Известь. Ее, как правило, добавляют для упрощения работы с бетоном, что особенно актуально для тонких манипуляций. Это не обязательный компонент и использование остается на усмотрение мастера.
- Корректирующие компоненты. С их помощью можно сделать бетон устойчивым к низким температурам и другим агрессивным условиям. Более того, если работы проводятся вне допустимых температурных рамок, использование таких средств становится обязательным.
- Армирующие добавки. Как правило, используется ПВХ-полотно, оно мягкое и не слишком прочное, но при закладке между слоями стяжки успешно предохраняет бетон от разрывов и растрескивания. С его помощью можно сделать достаточно прочный, но в то же время легкий слой.
Так, всевозможные добавки позволяют совершенствовать бетон и делать его более устойчивым к внешним факторам.
Правильное соотношение компонентов
Схема приготовления бетонной смеси в бетоносмесителях.
Итак, качественные составляющие будущего прочного бетона выбраны и приобретены, но это еще не все. Их соотношение не менее важно, кроме того, пропорции разнятся в зависимости от типа работ.
Для заливки прочного фундамента необходим щебень крупной фракции и достаточно жидкий бетон хорошей текучести. Это позволит заполнить все пустоты. Но перед заливкой рекомендуется смонтировать подложку из цемента низкой марки, материал для нее по консистенции должен напоминать влажную почву.
Наиболее распространенная пропорция: 1:3:6, соответственно, цемент, песок, заполнитель и до 1 части воды в зависимости от потребности и типа конструкции. Но это соотношение не является универсальным, так как плотность материалов может изменяться под воздействием множества факторов. Наиболее разумным будет просчитать показатели, вооружившись техническими справочниками. Если главным при измерении выбран вес, необходимо просушить песок и заполнитель, чтобы жидкость не нарушала расчет.
Это правило сохраняется для любого определения соотношения компонентов. Использовать необходимо одну и ту же посуду и при необходимости вносить поправки. В противном случае ошибка обязательно даст о себе знать, но в то время, когда исправить ее будет уже невозможно.
Смешивание составляющих
Схема получения пенобетона с использованием поризатора.
Не менее важен и процесс смешивания компонентов. Неоднородный бетон – это не только трудности при заливке, но и изменение соотношения составляющих за счет налипания их на инструмент.
Идеальным вариантом остается использование бетономешалки, это устройство предназначено для того, чтобы делать идеальный бетон. Агрегат можно приобрести или взять в аренду, сегодня такую услугу предлагают многие строительные компании. Устанавливать бетономешалку нужно в минимальном удалении, чтобы во время транспортировки бетон не успевал застывать – это противоречит технологическому процессу.
Можно сделать качественный бетон и по старинке, замешивая в старом корыте. Но в таком случае придется приложить массу усилий, чтобы смесь получилась однородной.
Существует два метода приготовления раствора:
- Сухой. При его использовании все сухие компоненты предварительно смешиваются, и только после этого добавляется вода и пластификаторы. Опасность этого способа в том, что крайне сложно качественно и достаточно быстро обеспечить доступ жидкости к нижним слоям, а это может нарушить пропорцию. При долгом же смешивании цемент начнет схватываться, что повлияет на прочность бетона.
- Влажный. В отмеренную воду добавляются постепенно все сухие компоненты. Это способ не лишен недостатков, но он все же предпочтительнее, особенно при приготовлении небольшого объема раствора.
http://www.youtube.com/watch?v=DspwV1FX7Ms
Пошаговая инструкция
Схема составляющих компонентов бетона.
Чтобы все этапы расчетов и порядок закладки ингредиентов были понятны, рассмотреть технологию можно на простом примере пошаговой инструкции.
- Объем стандартной бетономешалки 200 л, от этого показателя нужно отталкиваться, производя расчеты. Предварительно нужно отмерить необходимое количество всех компонентов.
- В емкость заливается 80-90% воды. Остальная жидкость отставляется для последующего добавления с целью корректировки консистенции.
- Закладывается цемент, если был оставлен запас воды, часть сцепляющего материала также стоит отложить.
- Засыпается песок. Эти три компонента нужно смешивать в течение 2 мин.
- После этого в полуготовый раствор добавляются необходимые добавки: пластификаторы, известь и т. д.
- Вводится заполнитель.
- Если выявлена необходимость добавления воды и цемента, их нужно смешать в отдельной емкости и только после этого ввести в раствор.
Общее время приготовления качественного бетона не должно превышать 10 мин, в противном случае раствор начнет схватываться. Это крайне негативно повлияет на итоговое качество заливки.
Важно не выключать бетономешалку, если весь объем раствора не может быть транспортирован в один заход.
Последний этап
Качественный бетон удалось сделать, но расслабляться рано. От заливки также зависит прочность будущей конструкции. Так как бетон – материал неоднородный, необходимо приложить все усилия для его утрамбовки и принудительного избавления от пустот.
Самый надежный способ трамбовки – использование вибрации. Современные аппараты могут использоваться даже для уплотнения минимальных слоев раствора, таких как стяжка. При использовании виброустановок происходит одновременная трамбовка и выравнивание поверхности.
Кроме того, в процессе заливки необходимо прокалывать бетон, чтобы воздух нашел выход. Для этого удобно использовать заостренный прут арматуры. Если заливка происходит в несколько этапов, каждый последующий прокол должен углубляться в предыдущий слой минимум на 10 см. Показателем качественной трамбовки служит ровный слой раствора, выступивший поверх заполнителя.
Для правильного равномерного высыхания фундамента необходимо создать условия. Его стоит накрыть полиэтиленом, который предохранит раствор от скорого высыхания.
Контрольное время, после чего можно смело наступать на залитый слой – 36 ч. Дальнейшие работы можно проводить уже через неделю, а максимальной плотности и прочности правильно выполненная заливка достигнет через год.
Тонкостей приготовления крепкого, прочного и легкого бетона масса. Но однажды разобравшись, вы навсегда запомните все нюансы и сможете самостоятельно готовить высококачественный бетон и даже давать профессиональные рекомендации друзьям и соседям.
