Склад бетону, або як приготувати бетон?

При будівництві приватного будинку часто виникає потреба приготувати бетон на місці, а не замовляти доставку готового. Приготування бетону – справа в принципі нескладна, хоча і вимагає знання деяких нюансів, мова про яких піде нижче.

Для початку варто відзначити, що бетон має різну структуру. Його склад, а також вимоги до складових компонентів можуть відрізнятися в залежності від того, для яких будівель або конструктивних елементів використовується. Найбільш жорсткі вимоги висуваються до бетону, який використовується для будівництва мостів, атомних станцій та інших стратегічно важливих об’єктів. Для приватного будівництва все набагато простіше, хоч і тут потрібно звернути увагу на деякі деталі.

Марки міцності бетону

Вибирають бетон за його маркою, яка визначає його міцність. Сама марка, наприклад марка 200, показує граничну величину навантаження на один сантиметр квадратний площі. Вимірюється навантаження в кілограмах, тобто бетон марки 200 зможе витримати 200 кг на площу в один сантиметр квадратний. Виходячи з цього, а також розрахувавши навантаження на ті чи інші бетонні конструкції, легко підібрати потрібну марку. До речі, цей же принцип маркування використовується і для інших будівельних матеріалів: цегли, розчину для цегляної кладки тощо.

Щоб приготувати бетон марки 100, необхідно змішати цемент марки 400, пісок і щебінь в пропорціях 1:3:6. Щебінь має бути з вапняку фракції 35. Такий бетон підходить для заливки першого армованого поясу.

Для бетону марки 200 компоненти змішуються в пропорціях: цемент М400, пісок, щебінь (у співвідношенні 1:2:5). Такий бетон більш міцний, і може використовуватися для несучих конструкцій (колон, перемичок), перекриттів, армованих поясів та інших елементів, що сприймають значні навантаження.

Проблеми, які виникають у процесі виготовлення бетонних конструкцій

Тепер розглянемо основні проблеми, які можуть виникнути при виготовленні окремих будівельних елементів з бетону. Найбільш поширеною проблемою є розтріскування поверхні. Причин такого явища можна назвати кілька, але основна – неправильно підібрані пропорції складових бетону. Розглянемо вплив того або іншого компонента на властивості бетону.

Вода в бетонному розчині відповідає за його густину. В дуже рідкому бетоні багато розчиненого повітря, компоненти перемішуються нерівномірно, цементне молочко стікає вниз при заливці. Конструкція при цьому слабшає, а її поверхня лопається. Розтріскування поверхні – причина того, що щебінь в рідкому розчині осідає внизу, а вгорі залишається тільки пісок, який не розрахований на сприйняття великих навантажень.

Густий бетон – ідеальний варіант, але отримати його в «польових» умовах будівництва досить важко. На заводах ЗБК для його виготовлення використовуються вібростоли або вібратори, які рівномірно розподіляють складові компоненти по всьому об’єму, але поставляти такий бетон на будмайданчик досить дорого.

При будівництві приватних будинків бетон зазвичай готується на місці за допомогою бетономішалки. По консистенції він повинен бути не рідким і не густим, а утрамбувати його можна палицею або вібратором.

Скільки потрібно води в складі бетону?

В теорії визначено оптимальну кількість води для ідеальної консистенції. На жаль, в практиці все не так просто, особливо при виготовленні бетону на будмайданчику. Справа в тому, що вода може бути присутньою в піску, в щебені; під час приготування або заливки бетону може піти дощ або просто бути підвищена вологість. Все це призведе до того, що нормативна кількість води стане надмірною, і як наслідок отримаємо рідкий бетон. Всі точні пропорції і формули зазвичай використовуються на заводах в приміщеннях з постійним рівнем вологості, на вулиці ж доводиться готувати «на око». В якості орієнтира кількості води зазвичай приймається кількість цементу: на одне відро цементу додають трохи менше відра води. Бетон при цьому повинен бути середньої густоти, але ні в якому разі не рідким. Рідкий бетон після висихання практично сто-відсотково лопне. Якщо після заливки на поверхні з’являться тріщини, їх можна закрити кельмою, поки бетон не застиг остаточно.

Щебінь і пісок в складі бетону

Щебінь також відіграє важливу роль у формуванні бетонного розчину. Дуже важливо при приготуванні бетону використовувати щебінь однієї фракції. При засипці великого і дрібного щебеню бетон буде неоднорідним, а його якість — низькою. Краще всього використовувати великі фракції, але якщо дрібний щебінь, це не означає, що він непридатний, просто його потрібно додавати у великих кількостях, скорочуючи при цьому кількість піску. Дрібний щебінь в недостатній кількості, як і наявність у ньому сторонніх домішок, може стати причиною появи тріщин.

При перемішуванні бетону кожен камінчик щебеню повинен бути покритим цементно-піщаним розчином, роблячи бетон жорстким. При недостатній кількості розчину або нерівномірному його розподілу, бетон вийде слабким і може не витримати потрібних навантажень. Але й занадто велика кількість розчину може зашкодити якості. Надто жирний бетон надалі почне лопатися.

Якість піску також може позначитися на якості готового бетону. При його виборі потрібно звернути увагу на вміст глини в піску. Чим більше глини, тим нижче якість піску.

Як приготувати бетон?

У процесі приготування бетону потрібно дотримуватися послідовності додавання компонентів. Зазвичай бетон готується в бетономішалці – вручну якісно перемішати практично неможливо. Першим ділом в бетономішалку заливається вода трохи менше обраної норми. Далі засипається половина необхідної кількості щебеню і весь цемент. При засипці цементу потрібно враховувати, що при великій його кількості бетон слабшає, тому що більше норми його додавати не варто. Після їх перемішування додається весь пісок. Друга половина щебеню засипається в самому кінці. Деякий час (кілька секунд) потрібно почекати, поки всі компоненти повністю перемішаються, а потім, оцінивши густину бетону, можна при необхідності долити решту води.

Така послідовність завантаження компонентів невипадкова. Якщо ж, наприклад, закинути спочатку цемент, а потім щебінь, цемент почне залипати і не розподілиться рівномірно за об’ємом. Виконувати задану послідовність потрібно обов’язково!

Від чого з’являються тріщини на бетоні?

Ще одна причина появи тріщин на бетонних поверхнях – сонячні промені. В умовах заливки бетону на будмайданчику потрібно простежити, щоб поверхня була захищена від попадання прямих сонячних променів. У спекотну суху погоду під палючим сонцем бетон буде висихати нерівномірно, створюючи внутрішні напруги, які і стануть причиною появи тріщин. Коли немає можливості заливати бетон в приміщенні або під навісом, потрібно періодично охолоджувати поверхню, поливаючи її водою.

Як залити бетон взимку?

Ще один природний фактор, який негативно позначається на якості бетону – мороз. Всі бетонні будівельні елементи, якщо до їх складу не входять захисні добавки, чутливі до низьких температур, що обов’язково потрібно враховувати, якщо період будівництва припадає на осінь-зиму.

Є кілька способів, здатних звести до мінімуму вплив морозу на якість бетону:

• поверхня бетону накривається утеплювачем (наприклад, пінопластом);
• в бетонний розчин додаються спеціальні речовини (незамерзайки), серед яких найбільш ефективним і доступним можна назвати поташ (як і в яких кількостях його додавати, можна прочитати в його інструкції);
• бетон прогрівається зсередини, прискорюючи процес схоплювання.

Для цього можна використовувати вольфрамову нитку в обплетенні, закладену в бетонну конструкцію і підключену до трансформатора. Замість нитки можна застосовувати електроди, вставлені в свіжий бетон. Електроди підключаються до зварювального апарату або трансформатора, і за них через вологу у бетонній конструкції буде проходити струм та тепло. Після висихання бетону волога випарується і струм проходити перестане.

Бетон після заливки повністю схоплюється протягом 28 днів у нормальних умовах. Саме цей період потрібний, щоб отримана конструкція повністю набрала силу і була готова до використання та сприйняття заданих навантажень. В цей час бажано вберегти бетон від впливу сонця і морозу. Ідеальна температура для рівномірного схоплювання бетону 5-25 градусів.

Як правильно вибрати матеріали для приготування бетону?

При виборі матеріалів для виготовлення бетону, потрібно звертати увагу на їх якість і придатність для тієї або іншої марки.

Вода, яка додається в бетон, повинна бути максимально чистою. При будівництві стратегічних об’єктів використовується тільки ідеально чиста вода. Для приватного будівництва підійде дощова і взята з природних водойм: кринична, водопровідна тощо. Для виготовлення несучих елементів краще використовувати чисту водопровідну воду. Ні в якому разі не можна використовувати жирну воду або переносити і зберігати її в тарі із-під олії.

Щебінь зазвичай використовується вапняковий з фракцією 20-35. Це найбільш поширений і дешевий вид щебеню, хоча не самий міцний. Більш міцним є щебінь із доломіту або граніту. Їх можна використовувати для підвищення міцності бетону. Правда, при виборі граніту потрібно бути обережним – його радіаційний фон може “зашкалювати” за норму.

Цемент для приготування бетону зазвичай вибирається марки 400. Такий цемент без проблем можна знайти на будь-якому заводі, який спеціалізується на його виготовленні. Але при цьому цемент однієї марки, але різних виробників, може значно відрізнятися за якістю.

Пісок для бетону краще вибирати кар’єрний, а не морський або річковий. Його піщинки мають неправильну форму і шорстку поверхню, що сприяє їх кращому зчепленню в розчині. Пісок, добутий з водного середовища, має гладку відшліфовану поверхню, тому і зчеплення у нього гірше. Але і кар’єрний пісок має недолік – наявність в ньому глини. Спосіб добування піску, який використовується в кар’єрах – намивний, а він не забезпечує надійної фільтрації піску, тому досить часто в ньому присутні цілі пласти глини. У річковому піску теж може бути глина, але значно рідше та й у менших кількостях, оскільки вона вимивається водою.

Пісок з глиною теж можна використовувати, наприклад, для заливки стяжки підлоги, тобто для приготування бетону, який піде на виготовлення не несучих конструкцій. Для відповідальних бетонів обов’язково потрібно застосовувати чистий пісок.

Також в піску можуть траплятися дрібні камінчики. Його можна використовувати для приготування бетону, оскільки ці камінчики не сильно впливають на його міцні характеристики. При необхідності від камінчиків можна позбутися шляхом просіювання піску через сито.

Пропарювання бетону

Ще одне актуальне питання: що таке пропарювання бетону, і навіщо воно потрібне? Деякі постачальники і виробники бетону та бетонних конструкцій наполегливо запевняють споживачів, що пропарювання підвищує міцність бетону, і без докорів сумління завищують ціни. Чи це так?

Насправді “пропарка” застосовується не для того, щоб підвищити міцність (яка, якщо і зросте, то не більше ніж на пів відсотка), а для того, щоб прискорити процес виготовлення бетонних конструкцій за рахунок скорочення періоду схоплювання бетону. Таким способом виробники значно збільшують обсяги виробництва без розширення складських приміщень. Додаткові витрати на покупку пропарювальної камери дуже швидко окупаються за рахунок прискореного виробничого процесу. Період схоплювання бетону в нормальних умовах, як зазначалося вище, становить 28 днів, а при пропарюванні — майже в два рази менше. Вже через 15 днів бетонний виріб можна використовувати при будівництві. Таким чином, пропарені вироби практично нічим не відрізняються від не пропарених, так що переплачувати за них не варто.

Заливка бетону в опалубку, щільність бетону

При будівництві часто виникає потреба заливки бетону в опалубку. При цьому потрібно враховувати, що бетон – досить важкий матеріал, тому для виготовлення опалубки потрібно використовувати міцні дошки, здатні витримати значні навантаження.

В залежності від марки бетону і складу, його щільність може коливатися від 0,5 до 2,5 тон на метр кубічний. В середньому вага одного кубометра бетону становить 2,2 тон. Для розрахунку ваги того чи іншого виробу, який потрібно зробити шляхом заливки в опалубку, потрібно щільність бетону (2,2) помножити на площу вироба і на його товщину. За результатом розрахунку вибирається матеріал для опалубки, здатний витримати таку вагу. Економія на матеріалах для опалубки може призвести до її продавлювання або деформації, так що використовувати тонкі або гнилі дошки не рекомендується.

Бетон для будівництва приватного будинку

Підіб’ємо підсумки:

• для будівництва приватного будинку використовуються дві марки бетону: М100 для не несучих конструкцій (стяжки підлоги тощо) і М200 для несучих елементів;
• по консистенції бетон повинен бути рідким, але і не дуже густим;
• в якості вихідних матеріалів краще використовувати максимум щебеню великої фракції, чистий кар’єрний пісок, якісний цемент і чисту воду;
• бетон в нормальних умовах схоплюється протягом 28 днів, з пропарюванням – 15 днів;
• бетон чутливий до сонячного проміння та морозів;
• бетон досить важкий, що потрібно враховувати при виготовленні опалубки.