Способы уплотнения бетонной смеси

Уплотнение бетонной смеси осуществляется двумя основными способами: использованием специального оборудования в процессе укладки бетона и добавлением химических компонентов в раствор. Первая технология называется виброуплотнением и практически всегда применяется при бетонировании. Уплотнение вибрированием требует использования вибраторов для бетона с различной частотой колебаний. Высокочастотные (до 20 000 колебаний в минуту) используются при работе с мелкозернистыми смесями (фракция до 10 мм), а для уплотнения крупнофракционных (50 мм и более) растворов применяют низкочастотные установки (3500 колебаний в минуту). Виброуплотнение — это наиболее эффективный метод увеличения плотности раствора, даже лабораторные исследования материала проводят по этой схеме.

ГОСТ 7473-2010 «Смеси бетонные. Технические условия» регламентирует 5 различных марок бетонной смеси по уплотнению от КУ1 до КУ2. В данном случае КУ — это аббревиатура от «коэффициента уплотнения». Для марки КУ1 он превышает показатель 1,45, для КУ2 лежит в пределах от 1,26 до 1,45, для КУ3 — 1,11-1,25, КУ5 — 1,1-1,04 и последняя марка КУ5 имеет данный коэффициент на уровне от 1,04 и ниже. Расчёт этой величины подробно описан в ГОСТ Р 57811—2017 и представляет собой экспериментальное уплотнение раствора в лабораторных условиях с использованием вибрационного оборудования.

В других источниках можно также найти требования к коэффициенту уплотнения, в которых он должен быть в пределах 0,96-0,98. Например, в СНиП 3.09.01-85, регламентирующем процесс производства железобетонных конструкций, данный коэффициент определяется 0,98 для тяжёлых бетонов и 0,96 для мелкозернистых. В данном случае речь идёт об К упл., который показывает отношение действительной плотности к расчётной. В идеале он должен быть равен 1, но на практике по ряду причин показатель практически никогда не превышает 0,98. Именно такую величину должен иметь коэффициент уплотнения для тощего бетона.

Другим способом уплотнения бетонной смеси является увеличение удобоукладываемости жидкого рствора. Для этих целей чаще всего применяют пластифицирующие химические добавки, которые позволяют без повышения водоцементного соотношения получить более подвижную смесь. Хорошая текучесть раствора обеспечивает полноценное заполнение всего свободного объёма внутри опалубки конструкции, что делает затвердевший материал более плотным. С этой же целью принимают ряд мер по ужесточению процесса подбора основного заполнителя, его зёрна должны отвечать определённым требованиям, чтобы свести к минимуму пустотность раствора.

Самостоятельное изготовление бетона

Несмотря на все преимущества использования готового товарного бетона, довольно часто строители вынуждены замешивать бетонную смесь или цементный раствор непосредственно на строительной площадке. В основном изготовление бетона своими руками актуально при заливке небольших железобетонных конструкций, стяжек, ступеней лестниц, дорожек и т.п.

Давайте рассмотрим, в каких ситуациях логично изготовлять самодельный бетон:

Требуется малый объем бетонной смеси. То есть ситуации, когда доставка бетона миксером не рациональна или не возможна. Как правило, минимальный объем доставки заводской бетонной смеси — 4-5 кубов.
Бетонные работы ведутся постепенно, с интервалами. Те случаи, когда одномоментное бетонирование затруднительно. Например, заливка сложных многоярусных железобетонных конструкций, отдельных ригелей, свайно-ригельных фундаментов и т.п.
Затруднен проезд к объекту автобетоносмесителей или бетононасоса. Если стройплощадка находится в старой застройке, или дорожное полотно не пригодно для проезда тяжелой техники.
Объект находится в значительной удаленности от бетонного завода. В данном случае из-за высокой стоимости транспортировки может существенно увеличиться окончательная цена куба бетона с доставкой.
Стоит заметить, что расхожий миф о дешевизне самодельного бетона далек от реальности. Произведя примитивные арифметические действия, вы можете легко убедиться в этом. Достаточно просто суммировать стоимость всех затрат и цену компонентов, входящих в состав бетона.

Изготовление бетона — пропорции и себестоимость
Давайте на пальцах прикинем себестоимость изготовления бетона в домашних условиях. В качестве примера рассмотрим условный рецепт бетонной смеси средней марки м200-м300 и среднюю стоимость основных компонентов, необходимых для изготовления кубометра готового бетона.

Цемент м500 в количестве 300-350 кг (0.25 куба). На сегодняшний день цена мешка цемента заводской фасовки (нормального веса, состава и качества) варьируется в диапазоне от 140 до 200 рублей за 50 кг мешок. Соответственно, на куб смеси уйдет 6-7 мешков на сумму 1100-1200 рублей. (Не забудьте прибавить сюда стоимость доставки цемента на объект. В зависимости от необходимого кол-ва мешков, транспортировка может внести в копилку себестоимости и 300, и 500 рублей на куб. Если конечно вы не повезете мешки с цементом в багажнике своей легковушки )
Песок в количестве 600-700 кг (0.4-0.5 куб.м.) Песка придется брать больше чем надо, ибо помалу не возят. ЗИЛок с 4 кубами песка обходится в среднем 2500-3000 рублей. КАМАЗ песка стоит 5000-6000 рублей и привезет 8-10 кубов. Итого, на куб «ляжет» около 500-700 рублей.
Щебень — 1100-1200 кг (0.7-0.8 куб.м.) Здесь все аналогично песку. Только стоит щебень около 1500 рублей за куб с доставкой. Опять же, два куба не привезут. Придется брать минимальную партию 4-5 кубов. Итого, щебень подкинет в топку себестоимости куба самодельного бетона ещё 1300-1400 рублей.
Вода — 150-180 литров. Наконец-то можно расслабиться. Вода у нас практически ничего не стоит. Считай сэкономили.
Сразу замечу, что не стоит рассматривать эти цифры как догму. В зависимости от того, какие сырьевые компоненты используются, меняется и рецептура. По ряду причин на разных бетонных заводах, технология изготовления бетона и пропорции основных компонентов, входящих в его состав, могут ощутимо отличаться.

Что же мы видим в результате нехитрых арифметических подсчетов. Примерно в 3100-3500 деревянных рублей обойдутся нам лишь компоненты для изготовления бетона своими руками. Если вы будете месить его самостоятельно, то это будет окончательная стоимость. Хотя свои руки тоже чего-то стоят :-))) Если вы не планируете свои единственные выходные или отпуск провести с лопатой и ведром, стоит подумать о привлечении рабочей силы со стороны. А это тоже стоит денег. Пара человек за день может замесить 3-4 куба бетона. Обойдется это шоу в 2000-3000 рублей. Что добавит к стоимости изготовления куба бетона ещё 500-1000 рублей.

Итого, в сухом остатке мы получили себестоимость изготовления бетона своими руками 3000 — 4500 рублей за кубометр смеси. К слову сказать, заводской готовый бетон с доставкой вам обойдется в 2600-3000 рублей за куб. Ну да не будем о грустном. Даешь торжественный первый замес!

Как замесить бетон
Казалось бы, какая разница — как смешивать между собой все компоненты? Знай себе, соблюдай пропорции, и дело в шляпе. Все так, да не так… Растворимый кофе или какао пьете иногда? Что будет если в чашку с кипятком сыпануть ложку другую какао? Правильно! Комки будут. Цемент ведет себя почти так же. Чтобы избежать таких казусов с комкообразованием неплохо было бы цемент перемешать с песком и только потом добавить воду. Щебень стоит засыпать в последнюю очередь.

В зависимости от требуемого количества бетона, могут применяться как ручные, так и механизированные методы замешивания. Из механизированных методов самым распространенным является замешивание бетона в бетономешалке (бетоносмесителе). Бетономешалки отличаются размером, ценой и живучестью. Приобретение бетоносмесителя для разового приготовления бетона — не логично и не оправдано. Бетономешалка средней паршивости стоит около 10000 рублей. Именно на эту сумму подорожают приготовленные вами кубы.

Если в ваши планы не входят дополнительные расходы на приобретение бетономешалки, вы можете воспользоваться старой ванной, корытом, банальным листом жести и ещё чем-нибудь похожим. Все это крайне нетехнологично, допотопно, неудобно, но это всего лишь плата за экономию.

Немаловажное значение имеет выбор самих компонентов. Желательно использовать мытый песок (речной). Он свободен от глиняных включений, что особенно важно при зимнем бетонировании. Не растворенные в воде комки глины зимой могут изрядно попортить «шкуру» вашему сооружению. При замерзании они отрывают ощутимые куски бетона, и поверхность отлитой конструкции покрывается дырками, похожими на выбоины от пулеметной очереди.

Огромное значение имеет и правильный выбор цемента для изготовления бетона или раствора. Розничная продажа цемента и цены на него — это тема для отдельного разговора. Здесь лишь замечу, что надо быть предельно внимательным при покупке. Не стоит взирать лишь на этикетки и маркировку на мешках. Могут обозвать как угодно и насыпать туда все, что будет под рукой. Старайтесь приобретать продукцию известных брендов на заводах или у прямых дилеров. И да будет вам счастье.

Щебень тоже должен быть мытым. Грязная щебенка — потенциальный враг качественного бетона. Помните это. Выбор щебня для бетона обычно обусловлен требованиями к заливаемой конструкции. Гранитный и гравийный щебень обладают большей прочностью, морозостойкостью, долгожительством и ценой. Бетон затворенный на таком щебне более стоек к сезонному воздействию мороза, воды и т.п. Известняковый или доломитовый щебень, как правило, применяются при изготовлении низких марок бетона, используемых для бетонирования незначительных конструкций, без повышенных требований к прочности, водонепроницаемости, морозостойкости.

Вода для бетона нужна тоже чистая, без солей, сульфатов и прочей гадости зачастую присутствующих в колодезной и грунтовой воде. В зимнее и холодное время воду затворения стоит подогревать до 40-60 градусов. Что в общем-то мало помогает, если используются холодные инертные (щебень и песок). Впрочем, это тема для отдельного разговора. Более подробно читайте в статье как бетонировать зимой.

Вот вроде и все. Как и из чего сделать бетон своими руками вы уже знаете. Как выбрать сырье для его замешивания — тоже вроде разобрались. Осталось дело за малым: собраться духом, подготовить необходимые материалы для изготовления бетона и разбить о бетономешалку или старое корыто традиционную бутылку шампанского, и сделать торжественный первый замес. С самодельно изготовленным приветом вам, Эдуард Минаев.

Что влияет на прочность бетона?

Как известно, бетон состоит из заполнителя, воды и цемента. Состав бетонной смеси должен обеспечить заданные свойства стройматериала: морозостойкость, прочность и т.д. Казалось бы, использование природных материалов не требует особых технологических ухищрений. Однако каждый из элементов будущей бетонной конструкции требует к себе пристального внимания – иначе получить качественные, прочные и надежные бетоны невозможно. Малейшая ошибка или недосмотр может привести к снижению качества материала и последующему разрушению конструкции.

Выбор заполнителей для производства бетона
Чтобы сделать бетон высокой прочности, важно верно подобрать состав заполнителя. Это значит: смесь должна быть составлена таким образом, чтобы пустот между зернами, заполняемых цементным тестом, было по возможности меньше.

Песок единой фракции содержит в общем объеме порядка 40% пустот, а составленный из зерен различных фракций песок значительно плотнее. Чтобы добиться максимальной плотности, песок рассеивают на мелкий и крупный по размерам, затем по определенной технологии составляют зерновую смесь, в которой частицы прилегают друг к другу очень плотно, и цементному тесту потребуется заполнять лишь незначительные промежутки. Изготовленный на такой сухой смеси бетон будет иметь большую прочность и плотность и потребует небольшого расхода вяжущего средства.

Если же бетон изготавливается на заполнителях произвольного состава, которые берутся из карьеров или получаются методом дробления камней, большой плотности получить невозможно. В этом варианте потребуется очень высокий расход цемента, а бетон высокой прочности из такого состава не получится.

Вода в бетоне
Необходимая для получения высокопрочного бетона вода должна быть чистой. Негативное воздействие способны оказать любые примеси: сульфаты, органические кислоты или жиры. Они негативно повлияют на процесс твердения бетона, поэтому производители предпочитают использовать очищенную питьевую воду для изготовления качественного бетона.

Если приходится использовать торфяную, речную, грунтовую воду, насыщенную органическими примесями, требуется вначале проверить их состав в химической лаборатории. Еще в большей степени это относится к промышленным водам, в которых могут содержаться примеси гипса или серной кислоты. Такие составы способны спровоцировать разрушение бетона, а приготовленные на морской воде состав впоследствии покроется солевыми налетами, которые испортят его вид и самым негативным образом скажутся на прочности изделия.

Цемент для бетона
Очень большое влияние на конечное качество и марочную прочность бетона влияет цемент, который используется при создании смеси. Чем мельче помол клинкера, тем выше его клеящая способность, и соответственно, тем прочнее будет бетон и наоборот. Поэтому предпочтительно использовать цемент сверхтонкого помола. ОТ мелкости помола зависит и такой важный показатель вяжущего, как — активность. Активность напрямую связана с марочной прочностью цементного вяжущего

Для приготовления различных видов бетона используют и разные типы цемента. Его выбор зависит от вида сооружения, для которого готовятся те или иные виды цементного бетона. Конструкции работающие в условиях агрессивных сред требуют спеицальных видов цементного вяжущего. В частности, наибольшей популярностью пользуются различные виды сульфатостойкого цемента. Благодаря своей устойчивости к солям, сульфатостойкое вяжущее позволяет производить бетон, не подвергающийся разрушению при воздействии на него агрессивных сред (например — морской воды).

Как правило такие виды бетонных смесей производят на заводах ориентированных на выпуск мостовых конструкции, железобетонных элементов гидросооружений и т.д. В большинстве же случаев применяются обычные виды бетона товарного, имеющего довольно неплохие характеристики по морозостойкости и водонепроницаемости.

Технология изготовления декоративного бетона и изделий из него

Технология производства укладки подобных бетонов достаточно сложна, многоступенчата и требует включения побочных материалов. Перед укладкой полотно необходимо укрепить и создать многослойное основание. Поверхность покрытия обрабатывается красителями, что позволяет добиться равномерного оттенка и повысить сопротивляемость к воздействию ультрафиолета. Для увеличения глубины цвета и долговечности на покрытие наносят поверхностный отвердитель. Специальные герметики проникают вглубь основы, способствуют улучшению связки и увеличивают сопротивляемость агрессивным средам.

Такое покрытие практически вечно, стойко перенесет большие нагрузки, любые воздействия и не будет требовать ухода в процессе эксплуатации.

Применение декоративного бетона

Уже долгое время в строительной практике используется декоративный (или архитектурный) бетон, с успехом заменяя естественный камень, гипс и другие виды покрытий, которые используются в строительстве. Декоративный бетон можно применять при облицовке стен или цоколей, делать из него колонны и пилястры. Внутри зданий его используют при строительстве лестничных площадок и ступенек, плит для полов и подоконников.

Также декоративный бетон выступает как альтернатива тротуарной плитки или обычному бетону. Причём новые технологии, по которым устанавливают такие покрытия, создают поверхности, которые передают все качества разнообразных покрытий — вплоть до имитации выветренного дерева. Эта его особенность очень важна при проведении реставрационных работ, когда требуется воссоздать материалы, которые уже давно вышли из производства.

Преимущество декоративного бетона, которому придали вид природного материала — это возможность использовать его в больших объёмах на пеших дорожках, полах, подъездных путях и местах возле бассейна. Причём по своим технологическим характеристикам и степенью устойчивости к атмосферным воздействиям, этот вид бетона превосходит многие строительные материалы.