Бетон

Это искусственный камень, получаемый в результате затвердевания уплотненной смеси вяжущего вещества, воды, заполнителей и в некоторых случаях добавок. Является одним из важнейших строительных материалов. По объемной массе бетоны подразделяются на особо тяжелые, тяжелые, легкие и особо легкие. По виду вяжущего вещества бетоны бывают: цементные, силикатные, гипсовые, асфальтобетоны, полимербетоны и др. Цементный в зависимости от плотности (в кг/м³) подразделяется на особо тяжелый (более 2500), тяжелый (1800-2500), легкий (500-1800), особо легкий (менее 500).

По назначению различают бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий), гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, для защиты от ядерных излучений и др.). Основной показатель качества бетона — прочность при сжатии, по которой устанавливается марка бетона.

Песок, гравий, используемые в бетоне, должны быть чистыми, так как загрязнения снижают его прочность. При необходимости материалы хорошо промывают. Цемент применяют той марки, которая позволяет получить бетон нужной прочности. Вода тоже должна быть чистой.

Бетонная масса может быть разной консистенции — густоты. Жесткая (как бы влажная земля) при укладке требует сильного уплотнения, пластичная (относительно густая и более подвижная) нуждается в меньшем уплотнении, литая — это подвижная масса, почти самотеком заполняющая форму.

Консистенция (густота) бетонной массы зависит от количества воды, при избытке которой она расслаивается, а прочность бетона снижается. Если одновременно добавлять воду и цемент, не меняя соотношений между ними, то прочность бетона остается без изменения. Чем гуще масса и чем сильнее она уплотняется (трамбуется), тем выше прочность бетона, и наоборот.

Если в бетонную массу положить стальную (железную) арматуру, то получим железобетон — более прочный бетон.

Желательно готовить и укладывать более густую массу с осадкой конуса 2-6 см. Однако уложить и хорошо уплотнить ее можно только в крупных конструкциях с редко расположенной арматурой. Чем тоньше конструкция и чем чаще расположена в ней арматура, тем пластичнее должна быть бетонная масса.

Нормы предусматривают следующую консистенцию бетонно массы с осадкой конуса в сантиметрах:

• подготовка под фундаменты и полы — 2-3 см;
• массивные конструкции без арматуры (фундаменты, стены) или с редко расположенной арматурой — 3-6 см;
• обычные железобетонные конструкции (балки, колонны, плиты) с арматурой средней густоты — 8-12 см;
• тонкие стены, колонны и балки малых сечений, а также конструкции с густой арматурой — 12-14 см.

Измерение консистенции

Консистенцию бетонной массы измеряют специальным металлическим конусом с очень гладкой внутренней поверхностью (без швов). Высота конуса — 30 см, ширина в нижнем основании — 20, в верхнем — 10 см. Сбоку конус имеет две ручки, внизу его укрепляют два упора в виде лапок или скоб, на которые надо встать ногами, прижимая конус к горизонтальной площадке (широкая доска, фанера, лист стали или пластмассы). Для проверки готовят бетонную массу, смачивают площадку водой, ставят на нее конус, прижимают ногами, наполняют его в три слоя по 10 см бетонной массой, каждый слой протыкают 25 раз стержнем-штыком из круглой стали диаметром 15 мм. Такое уплотнение называется штыкованием. Наполнив конус, излишнюю бетонную массу срезают вровень с краями. После этого конус за ручки медленно поднимают вертикально. Освобожденная из него бетонная масса начинает медленно оседать, меняя свою форму. Как только бетонная масса прекратит оседать, рядом с ней ставят конус, кладут на его верхнее основание рейку и измеряют расстояние от нее до осевшей массы линейкой с сантиметровыми делениями. Чем жиже консистенция бетонной массы, тем больше она оседает, и наоборот.

Примерная осадка бетонной массы: жесткой — от 0 до 2 см; пластичной — от 6 до 14 см; литой — от 17 до см. Бетонная масса не должна выделять воду и расслаиваться.

Цемент надо применять такой марки, которая превышала бы заданную марку бетона в 2-3 раза (для портландцемента — в 2 раза, для других цементов — в 3 раза). Например, для бетона марки 150 кг/см² следует применять цемент марки не менее 400 кг/см².

Избыток цемента в бетоне приводит к перерасходу последнего, а недостаток уменьшает его плотность, водопроницаемость, морозостойкость, приводит к ржавлению уложенной арматуры.

При приготовлении бетонной массы смесь заметно уменьшается в объеме. Из 1 м³ сухой смеси получается от 0,59 до 0,71 м³ бетонной массы. Поэтому для приготовления 1 м³ бетонной массы следует брать гораздо больше сухих материалов. Например, для одного состава бетона требуется 0,445 м³ песка, 0,870 м³ гравия, 0,193 м³ цемента (250 кг), 178 л воды; для другого — 0,395 м³ песка, 0,880 м³ гравия, 0,198 м³ цемента (260 кг), 185 л воды; для третьего — 0,445 м³ песка, 0,880 м³ гравия, 0,204 м³ цемента (265 кг), 189 л воды.

Таким образом, умелый подбор зернового состава заполнителя позволяет получить бетон одной и той же марки, но с разным содержанием цемента. Составы обычных бетонов приведены в таблицах 1 и 2. В последней из них не указывается количество воды, оно подбирается в зависимости от требуемой консистенции бетонной массы.

Подобрав крупные заполнители, их отмеривают объемными частями и перемешивают. Соответствующий песок также отмеривают в нужном количестве и засыпают на боек (деревянный щит) ровным слоем в виде грядки. На грядку насыпают цемент, и все тщательно перемешивают (гарцуют) до получения однородной смеси. Затем цементно-песчаную смесь гарцуют с гравием или щебнем до полной однородности сперва в сухом виде, затем постепенно поливают из лейки отмеренной водой и многократно перелопачивают до получения совершенно однородной по составу и густоте бетонной массы, которую тут же используют в дело (не позднее часа, считая с минуты затворения водой).

Таблица 1. Состав обычных бетонов

Таблица 2. Ориентировочные составы обычных бетонов на гравии в объемных частях

Примечания:
1. На первом месте цемент, на втором — песок, на третьем гравий или щебень.
2. Составы указаны для хорошего песка и гравия. При гравии с пустотностью свыше 45% дозировку его уменьшают на 10%; при мелком песке дозировку его уменьшают на 10—15%; применяя щебень, дозировку песка увеличивают примерно на 10%.