Бетон - это искусственный камень, который образуется в результате твердения смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемента ), воды и заполнителей (песка , щебня либо гравия ).
Вяжущее вещество (обычно портландцемент) и вода являются активными составляющими бетона , они вступают в реакцию между собой и образуют цементный камень, который обволакивает зерна песка, щебня или гравия, заполняет промежутки между ними, связывая их.
Бетоны классифицируют по различным признакам: объемной массе, виду вяжущего вещества, назначению и др.
По объемной массе их делят на тяжелые (средней плотности свыше 2200 до 2500 кг/м3 включительно); мелкозернистые (средней плотности свыше 1800 кг/м3); легкие (плотной и поризованной структуры с плотностью от 500 до 1800 кг/м3).
В зависимости от крупности заполнителей бетоны подразделяются на крупнозернистые с наибольшей крупностью заполнителей от 10 мм и более, и мелкозернистые - с крупностью заполнителей до 10 мм.
Тяжелый бетон получают на цементе и тяжелых плотных заполнителях, легкие - на цементе с применением естественных либо искусственных пористых заполнителей.
Бетон , усиленный стальной арматурой, называют железобетоном .

Материалы для тяжелого бетона

Ц е м е н т

В основном для приготовления тяжелых бетонов применяют портландцемент марок 200, 300, 400 (цифры означают прочность на сжатие в кг/см2). Портландцемент представляет собой серовато-зеленый тонкомолотый порошок.
Схватывание цемента , как правило, наступает не ранее чем через 45 мин, а заканчивается не позднее 24 часов после затворения водой; цемент твердеет длительное время - обычно в течение 28 суток.

Вода

Для затворения бетонных смесей применяют питьевую воду (из колодца, водопровода). Не следует применять болотные, торфяные, а также загрязненные воды.

Песок

Он представляет собой рыхлую смесь зерен крупностью от 0,14 до 5 мм, образовавшуюся в результате естественного разрушения горных пород (природные пески) или полученную путем их дробления (искусственные пески ).

Гравий

Это относительно рыхлый материал, продукт естественного разрушения горных пород. Он обычно имеет гладкую поверхность и окатанную форму зерен. В зависимости от происхождения различают гравий горный (овражный), речной и морской. В бетоне предпочтительнее применять горный гравий , так как его зерна более шероховаты, благодаря чему он лучше сцепляется в цементном камне.

Щебень

Этот материал, получаемый дроблением горных пород, гравия или искусственных камней на куски размером от 5 до 70 мм.

Приготовление бетона

Бетонную смесь можно готовить в бетономешалке вместимостью 0,15 м3 либо вручную. В ящик размером 1 х 2 м из досок толщиной 25-30 мм с обитым кровельным железом днищем, высотой 0,2-0,25 м, либо на лист железа сначала засыпают необходимое количество песка ровным слоем, а сверху - полное ведро цемента , затем смесь перелопачивают до получения однородной по цвету массы. После этого в нее добавляют необходимое количество ведер щебня , снова все перелопачивают, затем добавляют две трети ведра воды и еще раз перелопачивают. Если смесь получилась густая, то в нее доливают воды из лейки и снова перемешивают. Густота готовой смеси должна быть такой, чтобы на лопате она оседала, но не растекалась . При качественном перемешивании и уплотнении (трамбовании) смес и при бетонировании элементов, прочность бетона увеличивается в 1,5 раза.
Приготовляя бетон , необходимо стремиться к тому, чтобы заполнители имели зерна различной крупности. Тогда между ними почти не будет пустот. Чем меньше пустот в щебне или гравии, тем меньше потребуется песка. Также сократится и расход цемента .
Пустотность считается оптимальной для песка 35-40 %, для гравия - 40-45 %, щебня - 45-50 %.
Пустотность заполнителей определяют следующим способом: берут отдельно гравий , щебень , песок и насыпают в ведро (10 л), сравнивают с краями, не уплотняя, затем отмеренное количество воды тонкой струей заливают в ведро до краев. По объему влитой воды определяют пустотность (например, если ее влито 4 л, то пустотность 40 %).
При приготовлении бетона сухая смесь значительно уменьшается в объеме. Обычно из 1 м3 сухой смеси получается 0,6-0,7 м3 бетонной массы.
Составы тяжелых бетонов приведены в табл. 7.

Таблица № 7. Составы тяжелых бетонов по объему (цемент: песок: щебень или гравий)

Марка вяжущего (портландцемента)	Марка бетона (класс бетона)
Марка вяжущего (портландцемента)	200 (В 15)	150 (В 12,5)	100 (В 7,5)	50 (В 5)
400	1: 1,6: 2,9 1: 1,4: 2,9	1: 2,1: 3,5 1: 2: 3,5	1: 2,8: 4,2 1: 2,6: 4,2	---
300	1: 1,3: 2,5 1: 1,2: 2,5	1: 1,7: 3 1: 1,6: 3	1: 2,3: 3,6 1: 2,1: 3,6	1: 3,7: 4,9 1: 3,5: 4,9
200	---	---	1: 1,9: 3,1 1: 1,8: 3,1	1: 3: 4,4 1: 2,8: 4,4

Примечания.
1.В верхних данных приведены составы с использованием в качестве заполнителя щебня, в нижних - гравия.
2. Дозировка воды от массы цемента с учетом влажности песка, щебня или гравия (5,5-6,5 л на 10 кг цемента).
3. При гравии с пустотностью свыше 45 % необходимо уменьшить на 10 % его дозировку, при мелкозернистом песке дозировку его меньшают на 10-15 %.

Состав заполнителей подбирают, просеивая их через сито с разными ячейками: щебень и гравий - через сетку с отверстиями 80 мм, песок - через сито с ячейками 5-1,5 мм.

Следует учитывать, что песок и щебень или гравий должны быть чистыми, т. е. не содержать примеси глины и земли, иначе не получится бетон хорошего качества. При необходимости эти компоненты бетона тщательно промывают ручным способом: в наклонный ящик с открытым шибером ставят сетку, помещают туда песок , щебень или гравий и перемещают эти компоненты тяпкой либо скребком навстречу потоку воды, подаваемой из садового шланга. Промытый компонент сбрасывают на лист железа или деревянный щит. Необходимо учитывать, что песок после промывки либо дождя содержит до 15-20 % влаги.

Наличие примесей в щебне, гравии определяют визуально, а в песке так : горсть песка сжимают в кулаке, затем растирают на ладони; песок без примесей не пачкает руки.
При работах в холодную погоду для ускорения процесса схватывания бетона используют подогретую до 40...50 °С воду, а в жаркую - во избежание быстрого схватывания бетона лучше применять холодную воду (из колодца, родников).

Бутобетон

Это бетонная смесь , уложенная в опалубку конструкции (обычно фундамента), в которую послойно вкрапливают природный камень (мелкий булыжник, валуны), либо искусственные камни (кирпич, железняк, куски бетонных и железобетонных конструкций). Их уплотняют трамбованием. Втапливать камни необходимо так, чтобы они находились не менее чем на 5 см от опалубки, расстояние между ними принимают не менее 7 см. Продолжительность подготовки бетонной смеси и втапливание в нее камней не более 1,5 часов.
Толщина послойно укладываемой бетонной смеси 15-20 см. При длительном перерыве в работе (более 6 ч) верхний ряд камней втапливают наполовину. Верх каждого ряда очищают от мусора, пыли, смачивают водой, затем приступают к укладке следующего слоя бетонной смеси .

Укладка бетона

Бетонные смеси укладывают в бетонируемые конструкции горизонтальными слоями не более 15-20 см одинаковой толщины без разрывов, с последовательным направлением укладки в одну сторону во всех слоях, с тщательным уплотнением (трамбованием) и предварительным штыкованием стальным прутом диаметром 14-16 мм (рис. 1 ).
Уплотнять бетонную смесь необходимо до тех пор, пока ее поверхность не заблестит от выступившего цементного молока. Укладка следующего слоя бетонной смеси допускается до начала схватывания бетона предыдущего слоя. Верхний уровень уложенной бетонной смеси должен быть на 50-70 мм ниже верха щитов опалубки. Приготовленную бетонную смесь необходимо уложить в опалубку конструкции в течение часа, считая с момента затворения водой. Бетонную массу к месту укладки обычно переносят ведрами, носилками либо перевозят тачками.

При укладке бетонной смеси с перерывами (более 6 часов) выполняют рабочие швы, которые должны быть перпендикулярны оси бетонируемых конструкций (для балок), поверхности (для плит). Возобновление бетонирования допускается только после достижения бетоном необходимой прочности - 15 МПа (15 кгс/см2), что обычно бывает при температуре наружного воздуха 10... 15 °С через 2 суток.

Опалубку , как правило, выполняют из обрезных досок толщиной 25-40 мм и покрывают ее с внутренней стороны известковым либо глиняным молоком, пленкой, кровельным пергамином, либо смазывают автолом, солидолом. Щели в опалубке тщательно заделывают. Перед бетонированием необходимо очистить опалубку от мусора и грязи.

Уход за уложенным бетоном

Бетон набирает прочность только в теплое время, при достаточно влажной среде. Поэтому через 14-15 часов после укладки открытую поверхность покрывают промокаемыми материалами: мешковиной, рогожей, ветошью, газетами, деревянными стружками, песком и др. и обильно поливают.
В жаркую и ветреную погоду первые 2-3 суток полив повторяют днем через каждые 3-4 часа, затем 2 раза в день в течение недели. После полива бетон следует закрыть полиэтиленовой пленкой либо кровельным пергамином.
Опалубку можно снять не ранее чем через 7 суток после бетонирования при температуре воздуха выше 10 °С, а для изгибаемых элементов (балок, плит перекрытия) не ранее чем через 3 недели.
Исправлять дефекты поверхности бетона после снятия опалубки следует так: рябоватую (гравелистую) поверхность заделывают цементным раствором состава 1: 2 или 1: 2,5 (по объему) с предварительной очисткой поверхности проволочной щеткой и промывкой водой; раковины и трещины следует очистить на всю глубину и заделать бетоном на мелком заполнителе состава 1: 1,5:2,5 (по объему), затем тщательно уплотнить смесь.

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко в глубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития. Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н.э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапински Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см. Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести.

История бетона неразрывно связана с историей цемента. Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлась глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность. По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Более чем за 3 тыс. лет до н.э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее - известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве) датируется 1950 г. до н.э. Бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до н.э.

Римляне материал, подобный бетону, называли по-разному. Так, литую кладку с каменным заполнителем они именовали греческим словом «эмплектон» (emplekton). Встречается также слово «рудус» (rudus). Однако чаще всего при обозначении таких слов, как раствор, используемый при возведении стен, сводов, фундаментов и тому подобных конструкций, в римском лексиконе употреблялось словосочетание «опус цементум» (opus caementitium), которым и стали называть римский бетон.

Несомненно, на широкое распространение римского бетона определенное влияние оказала политическая и экономическая структура античного общества. Однако не в меньшей степени, а может быть, даже в большей, этому способствовал и ряд крупных технических достижений. В частности, открытие римлянами свойств пуццолановых добавок, значительное улучшение состава бетона за счет использования чистых и даже в отдельных случаях фракционированных заполнителей взамен ранее применявшегося грунта, и тщательное уплотнение бетонной смеси, которому римляне уделяли большое внимание, и которое в значительной степени способствовало улучшению качества бетона. Предположительно, в период наивысшего развития бетона (2 век н.э.) римлянами были разработаны и новые виды вяжущих веществ типа романцемента, позволившие в значительной степени улучшить физико-механические и деформативные характеристики возводимых ими бетонных сооружений. Повышению долговечности бетона способствовали и географические условия Италии с ее теплым и влажным климатом, в то время как в других странах с более суровым климатом постройки из такого же бетона сохранились плохо. Даже сегодня не потеряли своей значимости и конструктивные особенности римских бетонных дорог, полов, сводов и куполов, особенно в связи с тем, что, не умея бороться с растягивающими и изгибными напряжениями бетонных конструкций, римляне прекрасно «научили» их работать на сжатие. Большой интерес представляет и химико-минералогический состав римского цемента. Сочетание этих нововведений и явилось, видимо, основной причиной поразительной долговечности римского бетона, которую до сих пор нередко связывают с якобы утраченными секретами античных строителей.

Однако массовое использование бетона и железобетона для строительства началось только во второй половине XIX в., после получения и организации промышленного выпуска портландцемента, ставшего основным вяжущем веществом для бетонных и железобетонных конструкций. Вначале бетон использовался для возведения монолитных конструкций и сооружений. Применялись жесткие и малоподвижные бетонные смеси, уплотнявшиеся трамбованием. С появлением железобетона, армированного каркасами, связанными из стальных стержней, начинают применять более подвижные и даже литые бетонные смеси, чтобы обеспечить их надлежащее распределение и уплотнение в бетонируемой конструкции. Однако применение подобных смесей затрудняло получение бетона высокой прочности, требовало повышенного расхода цемента. Поэтому большим достижением явилось появление в 30-х годах способа уплотнения бетонной смеси вибрированием, что позволило обеспечить хорошее уплотнение малоподвижных и жестких бетонных смесей, снизить расход цемента в бетоне, повысить его прочность и долговечность. В эти же годы был предложен способ предварительного напряжения арматуры в бетоне, способствовавший снижению расхода арматуры в железобетонных конструкциях, повышению их долговечности и трещиностойкости.

В 80-х годах XIX века Профессор А.Р. Шуляченко разработал теорию получения и твердения гидравлических вяжущих веществ и цементов и доказал, что на их основе могут быть получены долговечные бетонные конструкции. Под его руководством было организовано производство высококачественных цементов. Профессор Н.А. Белелюбский в 1891 году провел широкие испытания, результаты которых способствовали внедрению железобетонных конструкций в строительство. Профессор И.Г. Малюга в 1895 году в своей работе «Составы и способы изготовления цементного раствора (бетона) для получения наибольшей крепости» обосновал основные законы прочности бетона. В 1912 году был издан капитальный труд Н.А. Житкевича «Бетон и бетонные работы». В начале века появляются много работ по технологии бетона и за рубежом. Из них наиболее важными были работы Р. Фере (Франция), О. Графа (Германия), И. Боломе (Швейцария), Д. Абрамса (США).

В России технология бетона получила широкое развитие со времени первых крупных гидротехнических строительств - Волховстроя (1924 год) и Днепростроя (1930 год). Профессора Н.М. Беляев и И.П. Александрии возглавили ленинградскую научную школу по бетону. В

30-е годы ученые московской школы бетона Б.Г. Скрамтаев, Н.А. Попов, С.А. Миронов, С.В. Шестоперов, П.М. Миклашевский и другие разработали методы зимнего бетонирования и тем самым обеспечили круглогодичное возведения бетонных и железобетонных конструкций, создали ряд новых видов бетона, разработали способы повышения долговечности бетона, основы технологии сборного железобетона. В послевоенные годы создавались новые виды вяжущих веществ и бетонов, начинали широко применяться химические добавки улучшающие свойства бетона, совершенствовались способы проектирования состава бетона и его технология.

Виды бетонов

В настоящее время в строительстве используют различные виды бетона. Бетоны классифицируют по трем признакам:

1. По средней плотности

2. По виду вяжущего вещества

3. По назначению

Если говорить о первой характеристике, то большинство свойств бетона зависят от его плотности. В свою очередь, плотность бетона формируется по воздействием многих факторов, таких как: плотность цементного камня, вид заполнителя и структура бетонов.

По плотности бетоны делят на три вида:

Особо тяжелые с плотностью (более 2500 кг/куб.м).;

Тяжелые (1800-2500кг/куб.м);

Легкие (500-1800 кг/куб. м);особо легкие (менее 500 кг/куб.м)

Особо тяжелые бетоны предназначены для специальных защитных сооружений (от радиоактивных воздействий). Они изготовляются преимущественно на портландцементах и природных или искусственных заполнителях (магнетит, лимонит, барит, чугунный скрап, обрезки арматуры). Для улучшения защитных свойств от нейтронных излучений в особо тяжелые бетоны, обычно вводят добавку карбида бора или др. добавки, содержащие легкие элементы - водород, литий, кадмий. Наиболее распространены тяжелые бетоны, применяемые в железобетонных и бетонных конструкциях промышленных и гражданских зданий, в гидротехнических сооружениях, на строительстве каналов, транспортных и др. сооружений. Особое значение в гидротехническом строительстве приобретает стойкость бетон, подвергающихся воздействию морских, пресных вод, а также атмосферы.

Тяжелые бетоны с плотностью 2100-2500 кг/ куб. м. получают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз). К тяжелым бетонам относится также силикатный бетон, в котором вяжущим является кальциевая известь. Промежуточное положение между тяжелыми и легкими бетоном занимает крупнопористый (беспесчаный) бетон, изготовляемый на плотном крупном заполнителе с поризованным при помощи газо- или пенообразователей цементным камнем.

Легкие бетоны готовят на пористых заполнителях (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза, туф). К особо легким бетонам относятся ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон), которые получают вспучиванием вяжущего, тонкомолотой добавки и воды с помощью специальных способов, и крупнопористый бетон на легких заполнителях.

По виду вяжущего вещества бетоны делятся на:

Цементные

Силикатные

Гипсовые

Шлакощелочные

Полимерцементные

Специальные

Цементные бетоны готовят на различных цементах и наиболее широко применяют в строительстве. Среди них основное место занимают бетоны на цементе (портландцемент) и его разновидностях (около 65% от общего объема производства), успешно используют бетоны на шлакопортландцементе (20-25%) и пуццолановом цементе.

Силикатные бетоны готовят на основе извести. Для производства изделий в этом случае применяют автоклавный способ твердения.

Гипсовые бетоны готовят на основе гипса. Гипсовые бетоны применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные - пуццолановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Применение - объемные блоки санузлов, конструкции малоэтажных домов.

Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Эти бетоны еще только начинают применяться в строительстве.

Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы).

Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее. В качестве специальных вяжущих используют шлаковые, нефелиновые и стеклощелочные, полученные из отходов промышленности.

По назначению бетоны делятся на:

Обычный бетон для железобетонных конструкций

Гидротехнический бетон для плотин, шлюзов, облицовки каналов, водопроводно-канализационных сооружений

Бетон для ограждающих конструкций

Бетон для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий

Бетоны специального назначения: жароупорный, кислотостойкий, для радиационной защиты

Марки бетона

Бетоны маркируют по следующим показателям:

1. Прочность

2. Морозостойкость

3. Водонепроницаемость

Прочность бетона , в первую очередь, зависит от его однородности. Для оценки однородности бетона любой марки используют результаты контрольных испытаний бетонных образцов за определенный период времени.

Кроме того, большое значение на прочность бетона оказывает качество цемента, заполнителей, точности дозирования этих составляющих и правильного рецепта приготовления бетонной смеси.

По прочности бетон обозначают следующими маркировками: В1; В1,5; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В40; В45; В50; В55; В60.

Морозостойкость бетона - способность бетона в насыщенном водой состоянии выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания. Количественной оценкой морозостойкости является количество циклов, при котором потеря в массе образца составляет менее 5%, а его прочность снижается не более чем на 25%. При снижении пустотелости бетона его морозостойкость повышается.

Установлены марки по морозостойкости: F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.

Водонепроницаемость бетона - способность бетона не пропускать через себя воду под давлением.

По водонепроницаемости бетон делится на марки W2, W4, W6, W8 и W12.

«Ценообразование и сметное нормирование в строительстве» № 6, 2008

Приготовление смеси.

Как правильно приготовить бетон? Этот вопрос решается достаточно просто. О приготовлении смеси, правильное приготовление влияет на прочность бетона и его долговечность. Смешивать смеси в бетономешалке нужно в строго определенной последовательности - любые нарушения снижают качество смеси. Для начала в емкость заливается вода. Потом, при уже работающем миксере в грушу засыпается цемент. Следом за ним идет щебень, который не дает цементу «схватиться» грудками или комочками (он действует как дополнительная лопасть бетономешалки). Дальше идет песок. После него контролируем густоту раствора и вымешиваем его в течение 10-15мин.

Бетон является искусственным камнем, получаемым в результате твердения рационально подобранной смеси цемента, воды и заполнителей. Согласно современным представлениям, образование н твердение цементного камня проходят через стадии формирования коагуляционной и кристаллических структур.

В стадии образования коагуляционной (связной) структуры вода, обволакивая мелкодисперсные частицы цемента, образует вокруг них так называемые сельватные оболочки, которыми частицы сцепляются друг с другом. По мере гидратации цемента процесс переходит в стадию кристаллизации. При этом в цементном тесте возникают мельчайшие кристаллы, превращающиеся затем в сплошную кристаллическую решетку. Этот процесс кристаллизации и определяет механизм твердения цементного камня и, следовательно, нарастания прочности бетона. Ускорение или замедление процесса образования и твердения цементного камня зависит от температуры смеси и адсорбирующей способности цемента, определяемой его минералогическим составом.

Для твердения цементного камня наиболее благоприятная температура от 15 до 25°С, при которой бетон на 28-е сутки практические достигает стабильной прочности. При отрицательных температурах вода, содержащаяся в капиллярах и теле, замерзая, увеличивается в объеме примерно на 9%.

В результате микроскопических образований льда в бетоне возникают силы давления, нарушающие образовавшиеся структурные связи, которые в дальнейшем при твердении в нормальных температурных условиях уже не восстанавливаются. Кроме того, вода образует вокруг крупного заполнителя обволакивающую пленку, которая при оттаивании нарушает сцепление, т. е. монолитность бетона. При раннем замораживании по тем же причинам резко снижается сцепление бетона с арматурой, увеличивается пористость, что влечет за собой снижение его прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.

При оттаивании замерзшая свободная вода вновь превращается в жидкость и процесс твердения бетона возобновляется. Однако из-за ранее нарушенной структуры конечная прочность такого бетона оказывается ниже прочности бетона, выдержанного в нормальных условиях, на 15...20%. Особенно вредно попеременное замораживание и оттаивание бетона.

Прочность, при которой замораживание бетона уже не может нарушить его структуру и повлиять на его конечную прочность, называют критической.

Таким образом, при бетонировании в зимних условиях технологическая задача в основном заключается в использований таких методов ухода за бетоном, которые обеспечили бы достижение предусмотренных проектом конечных физико-механических характеристик (прочность, морозостойкость и др.) или критической прочности.

Критическая прочность для бетонов марок ниже М200 должна быть не менее 50% проектной и не ниже 5 МПа, для бетонов марок М200...М300 — не ниже 40%, для бетонов марок М400...М500 — не ниже 30%. Для предварительно напряженных конструкций прочность бетона к моменту замораживания не должна быть ниже 70% 28-суточной прочности.

Решению этой задачи должна быть подчинена технология всего цикла бетонирования, начиная от приготовления бетонной смеси и кончая выдерживанием бетона.

Как подготовить опалубку к заливке бетона.

Инструменты, которые необходимы, это:

лопата;
молоток;
бетономешалка;
тачка;
вибратор (либо обычная арматура);
кувалда;
шнуровка;
рулетка.

Опалубки бывают одноразовыми (из подручных материалов), многоразовыми (из металла или ламинированной фанеры). Для более легкого отделения опалубки от бетона используют специальную смазку или эмульсию. Некоторые берут отработанное масло для этой цели, но это не рекомендуется из-за загрязнения окружающей среды и последующих трудностей в работе.

Одноразовую опалубку выполняют из досок, изнутри такую опалубку закрывают рубероидом или пленкой. Укреплять её нужно таким образом, чтобы во время заливки бетона он не сломался и не выгибался, а то бетон будет вываливаться. Можно использовать для укрепления пленки к опалубке скобы.

Перед тем как заливать бетон, необходимо очистить опалубку от снега и воды, что не мало важно для прочности бетона.

Заливка бетона.

Заливка бетона в летний период не занимает много труда, если сильно жарко, то необходимо смачивать бетон водой в течении первых 10 дней и укрыть целлофаном (время от времени раскрывать), пока он не затвердеет. В зимний период потребуется значительных затрат для заливки. В зимний период существуют и такие методы как: метод «термоса », термоактивной опалубки, применение бетона с противоморозными добавками , о которых мы поговорим в других статьях. При низкой температуре в состав бетона добавляют специальные присадки, которые будут препятствовать замерзанию содержащейся в нем воды, однако замедляют процесс твердения цемента. Иногда применяют метод подогрева арматуры, используемой при заливке. Нужно помнить, что бетонная смесь при переохлаждении расслаивается, при перегреве — быстро затвердевает, не давая возможности правильной укладки. Опалубку лучше всего дать выдержку по-времени как можно дольше, бетонная смесь лучше затвердеет и будет долговечней.

Когда бетон готов, его выливается между маяками и тщательно разравнивают с помощью правила или ровной и жесткой рейки. Сложностей нет, главное успеть выровнять поверхность, пока вода не впиталась в грунт. Если это все же произошло, то потерявший влагу бетон нужно обильно полить водой.

Выравнивание бетона.

Во-первых, о процессе нужно позаботиться до того, как вы начнете заливать бетон. Во-вторых, удобнее всего установить маячки на арматурных прутах. Чертить линию непосредственно на опалубке не стоит, так как она сотрется в процессе. Можно натянуть веревку внутри опалубки. Но если вы делаете соответствующий арматурный каркас, то он и заменит вам уровень. Если нет, то маячки или шнур - это обязательный момент.

Готовый раствор при обычной комнатной температуре способен сохранять свои свойства на протяжении 60-ти минут, в течение этого времени сохраняется температура заливки бетона, которую требуется соблюдать по технологии.

Класс бетона по прочности	Марка бетона по прочности
B3,5	М50
B5	М75
B7,5	М100
B10	М150
B12,5	М150
B15	М200
B20	М250
B22,5	М300
B25	М350
B27,5	М350
B30	М400
B35	М450
B40	М550
B45	М600
B50	М700
B55	М750
B60	М800
B65	М900
B70	М900
B75	М1000
B80	М1000

Обозначение бетонной смеси

Согласно ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия», обозначение бетонной смеси должно содержать:

степень готовности;
класс по прочности;
марки по удобоукладываемости, морозостойкости, водонепроницаемости, средней плотности (для лёгкого бетона);
обозначение стандарта.

Например, готовая к употреблению бетонная смесь тяжёлого бетона класса по прочности на сжатие В25, марки по удобоукладываемости П3, морозостойкости F200 и водонепроницаемости W6 должна обозначаться как БСГ В25 П3 F200 W6 ГОСТ 7473-2010 .
В коммерческой практике принято также выделять в отдельную категорию высокопрочные спецбетоны ВС и бетоны с применением щебня мелкой фракции СМ.

Марка по удобоукладываемости	Норма по жёсткости, с	Осадка конуса, см
Сверхжёсткие смеси
СЖ3	Более 100	-
СЖ2	51—100	-
СЖ1	менее 50	-
Жёсткие смеси
Ж4	31—60	-
Ж3	21—30	-
Ж2	11—20	-
Ж1	5—10	-
Подвижные смеси
П1	4 и менее	1—4
П2	-	5—9
П3	-	10—15
П4	-	16—20
П5	-	21 и более

Бетон представляет собой смесь из цемента, песка (мелкий заполнитель), небольшого камня или гравия (крупный заполнитель) и воды. Его применяют в различных строительных работах, от забора до автомагистрали.

Составляющие бетонной смеси

Вопреки распространённому мнению, бетон и цемент не одно и то же. Цемент на самом деле просто компонент бетона. Бетон состоит из трёх основных компонентов: воды, заполнителя (камень, песок, гравий) и цемента.

Цемент, как правило, в виде порошка, действует в качестве связующего компонента при смешивании с водой и заполнителем. Эту комбинацию или бетонную смесь, потом заливают водой. После этого она затвердеет в прочный материал, с которым мы все знакомы. Для изготовления правильного бетона необходимо учитывать пропорции основных компонентов.

Цемент - это мягкое, порошкообразное вещество, из смеси элементов, природного происхождения, таких как известняк, глина, песок и другие. При взаимодействии цемента с водой, он может связывать песок и гравий в твёрдую массу, называемой твёрдый бетон. Цемент, как правило, серого цвета.

Белый цемент также существует на рынке, но, как правило, он значительно дороже:

Цемент, смешанный с водой, песком и гравием, образует бетон.
Цемент, смешанный с водой и песком, образует цементную штукатурку.
Цемент, смешанный с водой, известью и песком, образует строительный раствор.

Вода вступает в химическую реакцию с цементом (процесс гидратации). Количество воды в смеси в фунтах по сравнению с количеством цемента называется отношением воды / цемента. Чем ниже соотношение / С W, тем сильней бетон (высокая прочность, незначительная проницаемость).

Песок является мелким заполнителем. Гравий или щебень является крупным заполнителем в большинстве смесей.

Характеристики цемента

Характеристики, влияющие на состав цементной смеси:

Прочность на сжатие. Это одна из самых важных характеристик бетона, которая влияет на прочность, качество и долговечность затвердевшего бетона.

Среднюю прочность на сжатие необходимо учитывать в определённый период (28 дней). Прочность определяется номинальным соотношением воды и цемента в смеси.

Кроме этого, на прочность бетона влияет степень уплотнения. Сила полностью уплотнённого бетона обратно пропорциональна соотношению воды и цемента.

Технологичность. Степень обрабатываемости цемента зависит от трёх факторов. Это размеры фрагмента, количество арматуры, и способ уплотнения, который будет использоваться.

Прочность. Долговечность бетона определяется его устойчивостью к агрессивным условиям окружающей среды. Бетон высокой прочности, как правило, более долговечен, чем низкой прочности. В ситуациях, когда высокая прочность не требуется, данная характеристика будет определяться соотношением воды и цемента, которые будут использоваться.

Максимальный номинальный размер заполнителя. В общем, чем больше максимальный размер заполнителя, тем меньше требований к качеству цемента. Потому что обрабатываемость бетона возрастает с увеличением максимального размера заполнителя. Тем не менее прочность на сжатие имеет тенденцию к увеличению с уменьшением размера заполнителя.

Контроль качества. Степень контроля может быть оценена на основании результатов испытаний.

Состав бетона для заливки основания

Состав бетона:

11% цемента
16% воды
6% воздуха
26% Песок
41% гравия или щебня

Цемент

Есть много типов бетона, которые доступны путём изменения пропорций основных ингредиентов состава смеси.

Портландцемент является самым распространённым видом цемента. Это основной ингредиент в бетоне, растворе и штукатурке.

Английский инженер Джозеф Аспдин запатентовал портландцемент в 1824 году.

Он состоит из смеси оксидов кальция, кремния и алюминия и изготавливается путём нагрева известняка (источник кальция) и глины, а затем измельчения этого продукта (клинкер) с источником сульфата (обычно гипс). Изготовление портландцемента создаёт около 5% выбросов CO 2.

Вода

Вода и цементирующий материал в процессе гидратации образуют цементное тесто. Компоненты цементного теста заполняет пустоты в нём, и позволяют ей течь более легко. Небольшое количество воды в цементном тесте делает бетон прочнее.

Большое количество воды делает бетон сыпучим. Гидратация включает в себя множество различных реакций, которые часто происходят в одно и то же время. В процессе гидратации все компоненты связываются и образуют твердую массу.

Реакция

Химические обозначения: 3 S + H2O → CSH (гель) + СаОН

Стандартные обозначения: Ca3SiO5 + H2O → (СаО) (SiO 2) (H 2 O) (гель) + Са (ОН) 2

Сбалансированное: 2Ca3SiO5 + 7H2O → 3 (СаО) 2 (SiO 2) 4 (H2O) (гель) + 3Cа (ОН) 2

Мелкие и крупные заполнители составляют основную часть бетонной смеси. Как правило, заполнителями являются песок, гравий и щебень. Сегодня все чаще используется переработанные заполнители от строительства, сноса и раскопки отходов в качестве частичной замены природных заполнителей.

Химические добавки

Химические добавки являются материалами в форме порошка или жидкости, которые добавляются в бетонную смесь, чтобы дать ему определённые характеристики. При обычном использовании добавки добавляется к бетону во время дозирования и смешивания.

Как выбрать цемент?

Если вы планируете на выходных заняться строительными работами, то есть вероятность, что вы будете использовать цемент. Тем не менее выбрать качественный цемент не так просто. При покупке цемента уделите внимание мелочам (бренд, класс прочности, компоненты и техническая поддержка предлагаемая компанией).

По мнению экспертов, качество бетона, в основном зависит от прочности, состава цемента, качества компонентов.

Правильно применяя высокопрочный и качественный цемент, вы сможете создать прочный и надёжный бетон, раствор или штукатурку, которые будут отличаться большой долговечностью.

Советы экспертов:

Старайтесь не покупать больше цемента , чем требуется, так как он имеет ограниченный срок годности.
Добавляйте достаточно воды , чтобы сделать бетон работоспособным.
Смешивайте до тех пор , пока смесь станет однородной.
Используйте бетономешалку , или смешивайте с помощью лопаты.

Какой нужен песок и гравий?

Существует два типа песка:

Мягкий песок (строительный песок) - гладкий нетвёрдый песок, который обладает суглинистыми и когезионными свойствами. Его используют для кладочных растворов и других смесей.
Остроугольный песок имеет шероховатую поверхность и остроугольную форму. Песок применяют для формирования бетона.

Гравий состоит из мелких камней различных размеров. Его смешивают с песком для увеличения прочности бетона. Гравий обычно классифицируется по размеру крупнейших камней.

Сколько нужно воды?

Вода является важной частью цементной смеси. Используемый объем воды влияет на прочность бетона.

Свойства бетона во многом зависят от соотношения цемента и воды в смеси. Соотношение вода-цемент является наиболее важным, так как небольшое количество воды делает бетонную смесь очень густой, в то время как слишком много ослабит конечный продукт.

Расход воды напрямую зависит от требуемой прочности бетона:

М100 (соотношение 0,68–0,8) на 2 килограмма цемента – воды 1,6 килограмма (коэффициент 0,8);
М300 (отношение 0,53–0,64) на 2 килограмма цемента – воды 1,2 килограмма (коэффициент 0,6).

Пропорции бетона для фундамента

Пропорции бетона – это пропорции цемента, песка, крупнозернистого заполнителя и воды. Пропорции необходимо соблюдать для того, чтобы получить бетон желаемого качества.

Пропорции крупного заполнителя, цемента и воды должно быть такими, чтобы полученный бетон имеет следующие характеристики:

Бетон должен быть свежим и иметь хорошую обрабатываемость.
Бетон должен обладать максимальной плотностью , то есть он должен быть прочным и водонепроницаемым.
Стоимость материалов, необходимых для формирования бетона должна быть минимальной.

Первый способ

Пропорции цемента, песка и крупного заполнителя 1: N: 2n по объёму:

1: 1: 2 и 1: 1,2: 2,4 для очень высокой прочности.
1: 1,5: 3 и 1: 2: 4 для обычных работ.
1: 3: 6 и 1: 4: 8 для фундаментов и бетонных работ.

Второй способ

Пропорции бетона можно определить по воде. Снижение соотношения воды и цемента в определенных пределах приводит к повышенной прочности бетона. Следовательно, чем выше содержание воды, тем лучше работоспособность цементной смеси. Но в таком случае снижается прочность бетона.

Оптимальное соотношение воды и цемента для бетона необходимой прочности определяется из графиков и выражений, разработанных в результате различных экспериментов. Небольшое количество воды снижает прочность бетона.

Увеличение количества воды на 10% может снизить прочность примерно на 15%, а увеличение на 50% может снизить прочность на 50%.

Количество воды для цемента:

0,45 1: 1: 2 бетона;
0,5 на 1: 1,5: 3 бетон;
От 0,5 до 0,6 на 1: 2: 4 бетона.

Оптимальное количество воды в цементе:

(I) Вес воды = 28% от веса цемента + 4% от среднего веса всей совокупности
(II) Вес воды = 30% от веса цемента + 5% от среднего веса всей совокупности.

Все растворы склонные к затвердеванию обладают определённой плотностью в застывшем состоянии, поэтому и существует такое понятие, как модуль упругости бетона, по которому и определяется его пригодность к тому или иному виду работ. Помимо этого такие смеси классифицируются еще и по маркам, но марка может включать размеров плотности и имеет более общее понятие.

Именно об этом пойдёт речь ниже, а также вы сможете увидеть здесь демонстрацию тематического видео в этой статье.

Классификация

Виды и таблицы

Все виды подобных растворов подразделяются на тяжёлые, мелкозернистые, лёгкие, поризованные, а также автоклавного твердения . Вызывает некоторое удивление, что чуть ли не все доморощенные строители об этом не имеют почти никаких знаний, хотя от этого в основном зависит качество возводимой конструкции.
Сами по себе бетонные изделия являются достаточно твёрдыми материалами, но под воздействием механических нагрузок типа удара, сжатия растяжения и излома даже самый высокий модуль упругости железобетона не может быть вполне достаточным, как абсолютная единица . В связи с этим классификация прочности различается на два основных показателя — сжатие и растяжение, от которых зависит переносимость других нагрузок или упругость.

Наименование бетона	Модуль упругости начальный. Сжатие и растяжение E b *10 3 . Прочность на сжатие в МПа
	B1	B1,5	B2	B2,5	B3,5	B5	B7,5	B10	B12,5	В15	В20	В25	В30	B35	B40	B45	B50	B55	B60
Тяжёлые
Естественный цикл затвердевания	—	—		—	9,5	13	16	18	21	23	27	30	32,5	34,5	36	37,5	39	39,5	40
	—	—	—	—	8,5	11,5	14,5	16	19	20,5	24	27	29	31	32,5	34	35	35,5	36
	—	—	—	—	7	10	12	13,5	16	17	20	22,5	24,5	26	27	28	29	29,5	30
Мелкозернистые
А-группа (естественное отвердение)	—	—	—	—	7	10	13,5	15,5	17,5	19,5	22	24	26	27,5	28,5	—	—	—	—
Тепловая обработка при атмосферном давлении	—	—	—	—	6,5	9	12,5	14	15,5	17	20	21,5	23	24	24,5	—	—	—	—
Б-группа (естественное отвердение)	—	—	—	—	6,5	9	12,5	14	15,5	17	20	21,5	23	—	—	—	—	—	—
Теплообработка при автоклавном давлении	—	—	—	—	5,5	8	11,5	13	14,5	15,5	17,5	19	20,5
В-группа автоклавного отвердения	—	—	—	—	—	—	—	—	—	16,5	18	19,5	21	21	22	23	24	24,5	25
Лёгкие и горизонтальные — средняя плотность D
800	—	—	—	4	4,5	5	5,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1000	—	—	—	5	5,5	6,3	7,2	8	8,4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1200	—	—	—	6	6,7	7,6	8,7	9,5	10	10,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1400	—	—	—	7	7,8	8,8	10	11	11,7	12,5	13,5	14,5	15,5	—	—	—	—	—	—
1600	—	—	—	—	9	10	11,5	12,5	13,2	14	15,5	16,5	17,5	18	—	—	—	—	—
1800	—	—	—	—	—	11,2	13	14	14,7	15,5	17	18,5	19,5	20,5	21	—	—	—	—
2000	—	—	—	—	—	—	14,5	16	17	18	19,5	21	22	23	23,5	—	—	—	—
Ячеистые, автоклавное твердение, плотность D
500	1,1	1,4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
600	1,4	1,7	1,8	2,1	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
700	—	1,9	2,2	2,5	2,9	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
800	—	—	—	2,9	3,4	4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
900	—	—	—	—	3,8	4,5	5,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1000	—	—	—	—	—	6	7	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1100	—	—	—	—	—	6,8	7,9	8,3	8,6	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1200	—	—	—	—	—	—	8,4	8,8	9,3	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—

Таблица модулей упругости бетона с учётом СНИП 2.03.01-84

Примечание. Не забывайте о том, что при нагрузке конструкции не подвергаются необратимым процессам, вызывающим критические разрушения — их свойства не изменяются. Это следует учитывать при сооружении арок или перекрытий.

Модуль упругости — от чего он зависит

В первую очередь, упругость зависит от характеристик наполнителя, к тому же, если отобразить такое влияние на графической схеме, то мы увидим прямолинейное возрастание. Получается, что чем выше значение модуля, тем больше упругость раствора, где самые высокие показатели у тяжёлых бетонов, так как там используются очень плотные наполнители — щебень и гравий. Повышение таких характеристик связано с будущей возможностью нагрузки на ту или иную конструкцию, а также от того, с какой периодичностью будет осуществляться это воздействие ().

Также, на упругость влияет время заливки конструкции или её возраст, но показатели меняются в зависимости от первоначального модуля. Но в среднем можно сказать, что бетон постоянно набирает крепость примерно в течение 50 лет! Примечательно, что все эти показатели не изменяются под воздействием температуры до 230⁰C, следовательно, вред бетону может быть нанесён только очень сильным пожаром.

Влияет на показатели процесс затвердевания раствора, который может происходить при термической обработке открытым способом, через автоклав или естественным образом. Для определения продолжительности возможной нагрузки вы берёте начальный модуль (из таблицы) и умножаете его на коэффициент, который равен 0,85.для лёгких, мелкозернистых и тяжёлых бетонов и 0,7 для поризованных.

В строительстве домов в частном порядке используется достаточно узкий спектр классности растворов, который в основном от В7,5 до В30, куда включаются такие марки, как М100, М150, М200, М250, М300, М350 и М400. Но этого диапазона вполне достаточно для малоэтажного строительства, даже если там используются плитные фундаменты и возводятся декоративные арки. Как правило, такие растворы делаются в бетономешалке или даже в большом корыте, но зато их цена от этого значительно уменьшается (