Бетонные полы

Бетон относится к искусственным видам камня, получаемым путем смешивания нескольких строительных компонентов — цемента, мелких или крупных наполнителей (песок, гравий) и воды. В некоторых случаях к смеси добавляются специальные вещества, которые придают бетонной смеси определенные свойства: пластичность, пористость и т.п.

Бетон приобретает свои характеристики после формовки и твердения. К моменту полного набора прочности и жесткости вязкая смесь называется бетонным раствором.

Бетон широко применяется для изготовления сборных и монолитных железобетонных конструкций сооружений благодаря следующим своим характеристикам:

• морозостойкость;
• долговечность;
• малая осадка и подвижность;
• жаростойкость;
• устойчивость к растрескиванию;
• высокий уровень защиты от радиации и
• отрицательного воздействия окружающей среды.

Характеристики бетона относятся к одним из важнейших параметров этого строительного материала. По аналогии с природным камнем, предел прочности на сжатие у бетона в 10-20 раз выше, чем на изгиб или растяжение. Именно поэтому в строительных сооружениях и конструкциях бетонные изделия используются для предотвращения сжатия.

Прочность бетона увеличивается в процессе взаимодействия с водой и постепенного твердения состава. Важно точно придерживаться технологии производства бетонных конструкций, чтобы раствор не высох раньше, а набрал необходимую прочность в установленное время. Это объясняется тем, что раннее твердение или высыхание смеси ухудшает прочностные характеристики бетонного изделия.

Одно из важнейших технологических требований, предъявляемых к бетону, – это однородность. Представленный материал, используемый для строительства несущих конструкций и производства ЖБИ, должен иметь прочную и однородную структуру. Для оценки этих показателей используют результаты испытаний бетонных образцов, твердевших в схожих условиях и одинаковое время.

Как правило, прочностные характеристики образцов будут отклоняться от среднего значения в большую или меньшую сторону. Это закономерное явление, ведь на однородность и прочность бетона влияют качество цементной смеси и наполнителей, точность дозировки компонентов, условия подготовки раствора и другие факторы.

Важнейший показатель, влияющий на качество и прочность бетона – его плотность. Выражается она как соотношение массы бетонного изделия к его объему и измеряется в кг/м3. В строительных и производственных отраслях используют бетоны высокой плотности.

Что влияет на плотность материала?

1. Вид, размеры фракций и качество наполнителя.
2. Количество воды, применяемой для приготовления раствора.
3. Способ и условия твердения смеси.
4. Качество уплотнений бетонной массы.

Серьезной проблемой при изготовлении бетонов высокой густоты является пористость, которая образуется после испарения воды. Как правило, если часть жидкости не участвует в процессе твердения, такой раствор плохо перемешан или в нем не получает цемента.

Коэффициент морозостойкости бетона определяет количество циклов попеременной заморозки и оттаивания, которое может выдержать материал без уменьшения прочностных характеристик на сжатие больше установленного показателя.

Для марок бетона, которые используются для обустройства дорог, учитывают еще и потери в массе материала. В производственной и строительной отраслях используются марки бетонов по морозостойкости от F50 до F500.

Результат испытаний бетона на устойчивость к замораживанию и оттаиванию зависит от следующих критериев:

• температура замораживания образца;
• уровень насыщения бетона влажной;
• размер образца;
• длительность цикла замораживания/оттаивания.

Этот коэффициент указывает, как бетон может противостоять действию воды без утраты собственных черт. В строительной отрасли применяют бетонные изделия марок водонепроницаемости от W2 до W20. Цифры обозначают давление жидкой среды, при которой образец диаметром 15 см не пропускает воду в стандартных условиях. Измеряется показатель кгс/см2.

Водонепроницаемость бетона зависит от возраста изделия, В/Ц, условий твердения, наличия добавок и вида вязкого вещества. Уменьшив В/Ц, можно увеличить стойкость материала к воздействию воды. Увеличить коэффициент водонепроницаемости можно добавками на основе сульфата алюминия, железа.

Осадка конуса (О.К.) указывает, насколько пластичен бетонный раствор. Этот параметр измеряется в сантиметрах. Бетон считается более подвижным, когда показатель оседания конуса выше. Подсчитать значение О.К. несложно: все замеры можно произвести непосредственно на строительном объекте.

Для выполнения этой процедуры нужно применить типичный усеченный конус высотой 300 мм диаметром нижнего отверстия 200 мм, а верхнего — 100 мм. Фигуру устанавливают на ровную плоскость большим отверстием вниз и заполняют бетоном с периодической проштыковкой проволокой для удаления воздуха.

После того как бетон полностью заполнил весь объем, форму медленно снимают. Смесь растекается из основания и образует горку. Конус ставят рядом и переворачивают, что позволяет точно измерить расстояние, на которое просел бетонный раствор.

Необходимо производить обслуживание бетонных поверхностей, чтобы создать нормальные условия твердения. Особый уход следует обеспечить в период после заключения до 15-28 суток. Влагу в бетонных конструкциях хранят методом поливки и защиты от попадания солнечных лучей. На свежеуложенный бетон укладывают битумную эмульсию или накрывают полиэтиленом, другими типами пленок.

Основным компонентом бетонного раствора является портландцемент, он относится к гидравлическим соединительным, что набирает прочность только при требуемом влажном режиме. Чтобы бетонный состав приобрел необходимую прочность, обеспечивают увлажнение в течение периода набора прочности. Бетон обладает уникальной способностью – набирать прочностные характеристики в течение всего срока эксплуатации, но в первые дни после укладки показатели увеличиваются с высокой интенсивностью. Именно поэтому есть понятие «стандартное время обретения крепости» (в мире этот период установлен в течение 28 суток). Когда проводят тестовые испытания, образцы бетона в первый день оставляют в форме в естественных условиях, а следующие 27 дней устанавливают влажность 100%, температуру воздуха 20°С. Исследование цементных смесей выполняют так: первый день оставляют в форме,

Удержание воды внутри бетона после твердения является важной особенностью при производстве элементов и бетонных конструкций. Согласно СНиП, смесь без пластификаторов покрывают слоем песка, сырых опилок или мешковиной на 7 дней, а затем периодически смачивают водой (температурный режим устанавливают 20°С и каждые 3 часа осуществляют полив), в том числе и в ночное время. Бетон с пластификаторами обрабатывают в течение 14 дней.

Чтобы обеспечить нормальную гидратацию воды, необходимо, чтобы ее количество составляло около 25% массы цемента (водоцементный показатель в/ц). Если приготовить бетон таким методом, он будет очень жестким, поэтому увеличивают водный объем, чтобы повысить удобство и пластичность смеси.

Следует учесть, что вода, не участвовавшая в процессе гидратации цемента, снизит плотность бетонного раствора, образует поры и значительно снизит прочностные характеристики. При водоцементном отношении более 0,6 есть возможность расслоения бетона. Чтобы улучшить удобство укладки состава и сохранить низкий показатель в/ц, применяются специальные наполнители в бетонный раствор: суперпластификаторы и пластификаторы.

Когда бетон набирает определенную прочность, лишняя вода уже не влияет на увеличение объема состава, не раздвигает компоненты смеси, наполняет только поры. Гидратация цемента происходит достаточно долго: если за бетоном правильно ухаживать, он с годами будет набирать прочность. Такое утверждение правильно при соблюдении следующих условий: обеспечение положительного температурного режима и повышенной влажности (более 90%). Поэтому при интенсивном наборе прочностных характеристик все 28 суток стандартного отверждения бетонная поверхность поддерживается влагой. Отсюда можно сделать вывод, что при твердении состава лишняя вода снизит качество.

Продолжительность зависит от температуры воздуха и активности используемого цемента. Чаще раствор может находиться в бетоносмесителе от 45 минут до 2 часов, не более.

Для сохранения свойств материала при перевозке большие дистанции к нему добавляют специальные примеси. Благодаря этому смесь схватывается и затвердевает гораздо медленнее. В сочетании с пластифицирующими компонентами это делает состав более удобным для укладки.

Для непрерывного перемешивания в конструкции автобетоносмесителей предусмотрены гидроприводы. Качественному замесу способствует также наличие специальных лопастей на внутренних стенках барабана.

На длительность перевозки также оказывает влияние состояние дорожного покрытия. Чем больше ям и колдобин, тем меньше расстояние, на которое можно перевозить раствор, не испортив его.

Такое утверждение абсолютно неверно. Процесс гидратации начинается сразу же после перемешивания с водой, поэтому остановить или замедлить его можно только вводя специальные добавки, обеспечивающие возможность отодвинуть период твердения бетонного раствора на 2-4 часа.

При продолжительном перемешивании (в течение нескольких часов) качество бетона только ухудшается, так как рвутся связки цемента (этот материал является связующим веществом в составе).

Если бочка миксера вращается больше трех часов, раствор вообще может не затвердеть. Материал становится смесью щебня, скрытого затвердевшим цементным составом, он никогда не приобретет прочность.

Для заливки полов в жилом или производственном помещении лучше бетонная смесь. Ее прочностные характеристики те же, что и у цементного раствора, однако износостойкость бетона при этом выше примерно втрое.

Кроме этого, бетон имеет немало других преимуществ:

• повышенную стойкость к влаге и сырости;
• безупречную морозостойкость;
• сопротивляемость грубым механическим и абразивным воздействиям;
• эстетический вид, множество цветовых оттенков по выбору;
• возможность отделки пола для уменьшения шероховатости;
• сжатые сроки высыхания и отверждения.

Основное предназначение наполнителей – увеличение качества бетона, получение специальных характеристик, что помогает оптимизировать темпы выполнения строительных работ, а также снизить их стоимость.

Дополнительные свойства необходимы бетонному раствору при возведении гидротехнических сооружений, бассейнов, причалов, укладке дорог, аэродромных полос, а также при сооружении других объектов, высотных промышленных и жилых зданий, проведении закладки свай и т.д.

Опыт зарубежных производителей показывает, что бетоны с добавками застройщики приобретают для строительства любых объектов, чтобы удовлетворить современные требования к готовым конструкциям.

На строительном рынке предлагается множество разных наполнителей, при жарком климате часто применяются замедлители твердения.

При изготовлении конструкций, часто подвергающихся оттаиванию/замерзанию (полы открытых цехов, морозильных камер и т.п.), лучше использовать кроме замедлителей компоненты, поглощающие воздух.

Чтобы увеличить удобство бетона, используют пластификаторы или суперпластификаторы. При бетонировании в грунтах, насыщенных влагой, при строительстве резервуаров, бассейнов приобретают добавки, в несколько раз увеличивающие водонепроницаемость бетонных конструкций.

Для этого следует выполнить ряд условий. Сначала нужно учесть дополнительные требования по подготовке бетонного раствора. Щебень, песок хранят под навесом или в закрытом помещении для предупреждения набора влаги. Если температура окружающего воздуха снижается до –10°С и далее, следует подогрев наполнителей.

Второе условие: транспортировка бетонного раствора на объект производится только с помощью специализированной техники. Последним требованием становится готовность производителя или заказчика выполнять бетонные работы зимой.

Бетонный раствор при заделке в опалубку должен иметь температуру свыше +5°С. Укладка смеси производится быстро, без остановок и перерывов. Доказано, что твердение бетона связано с химической реакцией – взаимодействием воды и цемента, ускорение процесса наблюдается во время подогрева.

Зимой опалубку утепляют, а сразу после завершения процесса бетонирования закрывают и верхнюю, внешнюю часть конструкции. Когда цемент затвердевает, он выделяет тепло и часто этого количества достаточно для приобретения бетоном требуемой прочности.

После набора прочностных характеристик, можно снимать опалубку, не опасаясь замораживания.

Такой метод используется только при закладке массивных конструктивных элементов, а тонкостенные части очень быстро остывают. В таких случаях используют обогрев электрическим током в сочетании с утеплением опалубочных систем.

Есть такая возможность при введении в бетонный состав специальных добавок. Какую роль играют эти компоненты? Они снижают температуру замерзания воды, твердение бетона ускоряется. Бетонный состав приобретает способность набирать прочность при отрицательных температурах.

Вводимые компоненты увеличивают качество бетона, не агрессивны к металлическим элементам.

Распознать марку бетона можно только с помощью двух инструментов. Нужно ударить молотком массой 300-400 г по зубилу. Если оно войдет в материал не более чем на 5 мм, его прочность достигает 75–100. Более глубокое проникновение означает меньшую прочность в пределах 75.

Если инструмент совсем не входит в бетон, а откалывает от него фрагменты, то прочность составляет 150-200 кг на 1 см.

Еще один способ визуален. Наличие синего оттенка указывает на высокое качество бетона. Появление желтизны выдает содержание глинистой примеси и других шлакодобавок.

Кроме того, для проверки марки бетона используют склерометры. Они подают в материал ударные импульсы и с высокой точностью измеряют его прочностные характеристики.

Цифры марки цемента (ПЦ500) указывают на крепкость готовых изделий, изготовленных с помощью материала. Выбор продукта осуществляется в зависимости от необходимых прочностных характеристик бетона.

Общее требование: бетонного состава марки ниже 300 используют цемент, показатель марки которого в 2,5-3 раза выше. Если требуется более крепкий бетон, соотношение уменьшается до 1-1,5. Основные соотношения материалов указаны в таблице.

На предварительном этапе цемент перемешивается с песком, затем состав немного смачивают водой, замешивают, постепенно вводят щебень, гравий и постоянно добавляют необходимое количество жидкости. Ее вводят очень осторожно, чтобы не допустить момента, когда раствор потеряет свои свойства, поэтому добавление производится лишь маленькими партиями. Табличные значения количества воды не окончательны, этот показатель практически может изменяться в большую или меньшую сторону в зависимости от влажности других компонентов.

Добавки в бетонный состав. Помимо противоморозных компонентов в зимний период используются другие добавки для улучшения характеристик материала. Например, защитная смесь «Кальматрон» является системой защиты пористых поверхностей сооружений и зданий от климатических и техногенных факторов, проникновения влаги. При возведении строительных конструкций с увеличенными прочностными, водонепроницаемыми и морозостойкими параметрами.

Фибра – материал, напоминающий узкие полосы или волокна, используется для дисперсного усиления бетонных конструкций. При этом значительно увеличивается стойкость к истиранию, растяжению, ударным действиям. Фибра бывает стеклянной, стальной, полиэфирной, полимерной. Материал значительно улучшает свойства бетона, после набора прочности, поэтому на него полагается скрепляющая функция. Также фибра повышает прочность готового бетонного изделия. После тщательного перемешивания добавки в растворе бетона она становится своеобразной арматурой, равномерно распределяемой внутри конструкции.

Топпинг пола укладываются только на бетон марки М 300 и выше, в котором отсутствуют какие-либо добавки. При выборе конкретной марки нужно учитывать способ перевозки данного материала, тип будущей конструкции, а также интенсивность уплотнения стяжки.

Опалубка — вспомогательный элемент при строительстве бетонных конструкций и придании этим конструкциям особых и необходимых форм.

Особенно популярна опалубка при создании фундаментов и оснований построек, сооружений на строительных площадках. в наше время приобрел большую, даже огромную популярность метод монолитного строительства зданий, где все строительство здания заключается в постоянном и поэтапном возведении опалубки и заливке ее бетоном. так возводится этаж за этажом. после возведения монолитной бетонной конструкции опалубка разбирается.