Стоунхендж в Англії, перуанська цитадель в Мачу-Пікчу, піраміди фараонів у Єгипті – всі ці великі творіння стародавнього зодчества є свідченням того, що природний камінь є одним з найстаріших і в той же час міцних будівельних матеріалів в історії людини. Але працювати з ним дуже непросто, він важкий у транспортуванні і вкрай трудомістким в обробці та встановлення.
Як було б добре мати подібний матеріал у формі рідкого тесту, надаючи йому довільну форму, яка після застигання набувала б властивості каменю. Такий дивовижний «рідкий камінь» існує, і ми називаємо його бетоном. Він являє собою композиційний матеріал, що включає три основних елемента.
Три простих складових ідеального будівельного матеріалу
- Цемент (загальноприйнята назва для силікатів і алюмінатів кальцію) – займає 10-15 % від загального об’єму розчину.
- Вода – 15-20 %.
- Суміш крупнозернистих і дрібних заповнювачів (пісок, гравій, великі шматки роздроблених порід, перероблене скло і т. п.) – зазвичай 60-75 %.
Говорячи про бетоні як складеного матеріалі, потрібно розуміти, що його інгредієнти, так не схожі на кінцевий продукт, набувають високу міцність і довговічність не просто в результаті висихання розчину, а завдяки хімічній реакції. При додаванні води починають рости кристали гідрату цементу, формуючи кристалічну решітку і щільно скріплюючи пісок і гравій. Саме з-за цього після заливки бетон доводиться зволожувати протягом декількох днів, а отримання хорошого результату можливо лише при дотриманні цілого ряду технологічних вимог.
Дві стадії “дорослішання” бетону
Завдяки тому, що цей будівельний матеріал “народжується” в рідкому стані, форм для заливки бетону можна надати практично будь-яку бажану конфігурацію, після чого, в результаті гідратації, відбувається схоплювання, а потім і стадія твердіння бетону.
- Схоплювання – чи не самий важливий і досить швидкоплинний процес, що починається приблизно через дві години з моменту застигання розчину і завершується вже через годину після цього (при 20 º c). Цей період дуже сильно залежимо від температури заливання бетону і, наприклад, при 0ºC може зайняти вже до 20 годин, а при спеці часовий проміжок схоплювання, навпаки, значно зменшується.
- Твердіння – нелінійний процес, що протікає найбільш динамічно на першій стадії, коли бетон, приблизно протягом місяця, набирає більшу частину своєї міцності, в той час як остаточне його затвердіння наступає лише через кілька років.
У кожного є недоліки, але залізний стрижень всередині вирішить будь-які проблеми
Відразу варто усвідомити, що краще заливати бетон, виготовлений промисловим методом, купуючи його у перевіреного виробника, що гарантує його відповідність заявленої марці. Тільки так можна отримати матеріал, що відповідає заздалегідь визначеним замовником вимогам, що відображаються в паспорті бетону (щільність, фракція наповнювача, морозостійкість, водонепроникність, рухливість суміші).
Однією з основних характеристик, що визначають широке застосування бетону, є його здатність протистояти значним фізичним навантаженням на стиск. За цей показник відповідає щільність, яка визначається відношенням маси матеріалу до займаного об’єму. У важких марки розчину з наповнювачем з природного каменю різних фракцій (щебінь, галька або гравій), вага одного куба заливки бетону становить від 1,8 до 2,5 тонни. Матеріали такого типу застосовують при зведенні конструкцій, що зазнають значні навантаження (опор, перекриттів, фундаментів тощо). Для легкого бетону, що використовується для будівництва й утеплення стін, підлог і полегшених перекриттів, в якості заповнювача служать перліт, керамзит і всілякі спінені полімери. Густина такого розчину варіюється від 0,6 до 1,8 т/м3.
На жаль, великим недоліком бетону є те, що при розтягуванні він витримує навантаження приблизно в 10 разів менші, ніж при стисканні, і легко руйнується навіть при незначному згинанні. Ця проблема вирішується шляхом заливання бетону навколо скручених сталевих стрижнів (арматури), скріплених один з одним у вигляді решітки.
Після затвердіння виходить новий композиційний матеріал – залізобетон, в якому бетон забезпечує міцність на стиск, тоді як сталь чинить опір вигину і розтягування. Іноді для армування використовуються інші матеріали, включаючи різні види пластмас, але стали деформація у спеку і холод приблизно така ж, як і у бетону, а це означає, що матеріал не буде руйнуватися зсередини.
Фундаментальні основи залізобетонного довголіття
Зрозуміло, що в силу цілого ряду об’єктивних причин немає доцільності чи можливості в замовленні розчину у професійних постачальників. Тим більше що, виконуючи технічні умови, навіть здійснюючи заливку бетону своїми руками, можна отримати хороший результат.
Фундамент будинку – це його основа і гарантія безаварійного функціонування всього того, що він покликаний підтримувати. Існує безліч способів його закладки: від блокового і пальового – до створення стрічкового монолітно-армованого поясу. Втім, при всьому багатстві вибору, у всіх перерахованих випадках він буде бетонним, а точніше – залізобетонним. У разі індивідуальної забудови найбільш поширеним є останній з перелічених варіантів. При цьому заливка фундаменту бетоном проводиться суцільним шаром по всьому периметру майбутнього будинку, поверх арматурного каркаса.
Всі роботи по зведенню фундаменту можна умовно розділити на три етапи.
Фундамент: шукаємо відповіді на безліч запитань
Габаритні розміри фундаменту, крім його очевидного параметра – довжини, залежать від багатьох початкових умов: несучої навантаження (вид стінового матеріалу, поверховість, наявність підвалу), типу грунту, рельєфу місцевості, рівня підземних вод, глибини промерзання грунту, висоти снігового покриву і багато чого іншого.
Якщо вести мову про мінімальних габаритах, то глибина фундаменту повинна бути не менше півметра, винос над землею від 30 см, а ширина – як мінімум у півтора рази більше кладочного розміру стінового матеріалу.
Опалубка: історія про те, як форма визначає зміст
Опалубка складається з щитової частини і упору. При її формуванні треба враховувати, що бетон на першій стадії – це текучий розчин, що заповнює весь вільний простір. Тому для одержання гарного результату щитова поверхня повинна бути максимально рівною, не мати щілин і перепадів по висоті, а для дотримання ідеальної вертикалі рекомендується використовувати будівельний рівень або висок. В домашніх умовах щити для опалубки виготовляють із соснових дощок перетином 20-25 мм, зшитих між собою планкою з того ж матеріалу, а також фанери, ДСП або металевих листів.
При цьому дуже важливо не забувати ще про одне властивості бетонного розчину, а саме про його великому питомій вазі, тому товщина щитових елементів опалубки та упору (як правило, дерев’яного) повинна забезпечувати компенсацію тиску бетонної маси. Крім того, бажано змастити робочу поверхню щитів солідолом або обтягнути поліетиленовим рукавом, що забезпечить ідеальну гладкість фундаменту, виключить витікання розчину в щілини опалубки і спростить її подальший демонтаж.
Каркас з арматури повинен гарантувати нерозривний обв’язку по всій поверхні майбутнього фундаменту, як правило, на один кубометр бетону в залежності від діаметра доводиться від 70 до 120 кг арматурних прутів.
Таємниця приготування бетонної зілля
На наступному етапі приступають власне до приготування суміші для заливки бетону. Якщо ми ведемо мову про приватному будівництві, то в якості мірної одиниці будемо використовувати класичні десятилітрові відра. Марка бетону залежить від співвідношень вхідних у нього матеріалів і для фундаменту найчастіше використовують М300. Такий розчин відповідає наступним пропорціям: на 1 відро портландцементу марки 400 припадає 2 відра піску і 4 – щебеню. Кількість води сильно залежить від вологості піску і обчислюється експериментальним шляхом при першому замісі. Потім всі інгредієнти ретельно перемішуються у великій ємності або бетономішалці. Готовий розчин повинен мати однорідну тягучу консистенцію, не витікати крізь стики опалубки, і при цьому добре заповнювати всі порожнечі.
Порядок укладання бетонної суміші
Укладати бетонну суміш необхідно горизонтальними рівномірними шарами, заввишки близько 20 см, розподіляючи розчин по всій ширині опалубки і не допускаючи розривів. Це досить трудомісткий і динамічний процес, т. к. для досягнення ідеальної монолітності фундаменту черговий шар бетону необхідно наносити до моменту схоплювання попереднього замісу. При цьому під час заливки (при відсутності глибинного вібратора) розчин необхідно постійно ворушити і протикати залізним прутом чи ломом для заповнення всіх порожнеч і обезвоздушивания бетону з метою отримання однорідної міцності фундаменту.
Здорове «дитинство» бетону визначає його довге життя
Відразу після завершення заливки починається етап догляду за бетонною сумішшю, який в залежності від погодних умов займає від трьох до п’яти днів. У першу чергу це стосується періодичного (кожні 2-4 години) зволоження бетонної поверхні. Чим вище температура, тим це необхідно робити частіше, але якщо роботи проводяться в прохолодну пору року і температура коливається від 0 до +-5 C, то поливання не роблять взагалі, захищаючи свіжий бетон від прямих сонячних променів і температурних перепадів за допомогою змоченого піску або тирси. Також необхідно перші два-три дні не допускати ходіння по залитій поверхні і охороняти її від інших механічних пошкоджень. Найбільш швидко міцність бетону наростає в перші дні, і вже через тиждень-півтори становить близько 70 % від заявлених марочних показників (28 днів).
Тепер можна акуратно знімати опалубку і оцінити отриманий результат. У разі виявлення раковин і кутових сколів поверхню фундаменту затирають розчином на основі піску і цементу, а зайві напливи видаляють за допомогою кельми.
Бетон, як завжди, на висоті
Всі достоїнства бетону знайшли своє застосування і у влаштуванні підлог. Це в першу чергу міцність, рівність, вологостійкість і довговічність, а відносно висока теплопровідність у поєднанні з активним застосуванням в наші дні систем теплої підлоги з недоліків плавно перекочувала в один із пріоритетів використання такого типу матеріалів.
При цьому технологія заливки підлоги бетоном навіть простіше описаного вище пристрою стрічкового фундаменту. Ключовим моментом тут виступає якісна підготовка поверхні, яка передбачає наявність міцної основи, створення гідробар’єра і теплоізоляції для майбутньої підлоги. По суті, роль опалубки в цьому випадку виконує сама заливається майданчик і стіни приміщення, а при стандартній товщині покриття від 6 до 8 см весь процес не займе багато часу. До того ж для таких робіт часто використовують легкі бетони або мелкофракционные наповнювачі з більш низькою щодо застосовуваної у фундаменті маркою. В якості арматури застосовують дротяну кладочну сітку, а головна складність полягає в ідеальному виставлення направляючих маяків, якими можуть служити обрізки звичайної труби. У зв’язку зі значним розміром відкритої поверхні, особливу увагу варто приділяти догляду за бетонною стяжкою після її укладання, який аналогічний заходів, наведених вище.
При строгому дотриманні досить простих умов технологічного процесу бетонні конструкції в змозі виконувати покладені на них функції багато років, радуючи своєю надійністю не тільки вас, але і ваших онуків.
