Вся библиотека

Оглавление

   

Строительство и ремонт

домДОМ

который построишь сам


 В.И. Камай

 

Строительные растворы, бетон и железобетон

 

Основная сфера применения вяжущих — приготовление  строительных  растворов  и  бетонов.

Строительный раствор — искусственный каменный материал, отвердевшая смесь вяжущего, мелкого заполнителя и воды. Для некоторых специальных растворов вводят добавки, органические или минеральные. Раствор получается в результате отвердения пластичной растворной смеси, которую часто неправильно называют раствором (видимо,   в  целях  упрощения).

По назначению растворы бывают кладочные (кладка фундаментов, цоколей и стен из камня, бетонных блоков и кирпича), отделочные (штукатурка наружных и внутренних стен и перегородок, декоративные покрытия, архитектурные детали и рельефы) и специальные (гидроизоляционные, тепло- и звукоизоляционные, акустические, термоизоляционные  и  т.   п.).

По виду используемого вяжущего различают монорастворы (с одним вяжущим) и смешанные (с двумя-тремя вяжущими). Монорастворы: глиняные, известковые, гипсовые и цементные. Смешанные растворы: известково-глиняные, цемент-но-глиняные, цементно-известковые, известково-гипсовые, известково-гипсо-глиняные, гипсо-глиня-ные. Кроме того, существуют комбинированные растворы на минеральных и органических (синтетических) вяжущих, например цементно-полимер-ный  (с  эмульсией   ПВА).

По плотности растворы бывают тяжелые (наполнитель — обычный песок) плотностью 1500—2500 и легкие или теплые (наполнители — пемзовый, туфовый, шлаковый или керамзитовый песок и трепел) плотностью до 1500.

Важные характеристики растворов — прочность на сжатие (марка) и морозостойкость (выражается в количестве циклов — Мрз или F — полного замораживания и оттаивания образцов до частичного разрушения). Существует восемь марок прочности: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200 и девять марок  морозостойкости  от   F10 до  F300.

Состав раствора выражают отношением компонентов в условных числах (по их массе или объему), причем на первом месте всегда стоит основное вяжущее, принимаемое за единицу. Пример: состав цементно-известкового раствора обозначен как 1 : 0,5 : 6 — это значит, что на одну часть цемента следует взять половинное количество извести и шесть частей наполнителя. Вид наполнителя и марка цемента должны быть также указаны. Обычно рядом с этим отношением ставят обозначение (цемент: известь: песок), чтобы избежать ошибок. Иногда состав выражают количеством компонентов в одном кубометре раствора.

Кладочный раствор (его состав и марку) выбирают, исходя из материала конструкции и условий ее работы. Надземные части (стены) зданий из каменных, бетонных и керамических материалов, при влажности помещений до 60% (обычные условия) возводят на известковых, известково-глиня-ных, цементно-глиняных и цементно-известковых растворах М10, а надворные постройки и временные сооружения — М4. При влажности до 75% используют цементно-глиняные и цементно-известковые растворы М25, а для хозпостро-ек — М10. Влажность помещений выше 75% (баня, ванная, душевая) обусловливает применение тех же растворов М25—50, а для хозпостроек (содержание скота, теплицы) можно оставить М10.

Фундаменты и цоколи домов в сухих и маловлажных грунтах (до 50%) кладут на цементно-глиняных и цементно-известковых растворах М25, а во влажных (до 80%) — М50. При мокрых грунтах или ниже уровня грунтовых вод применяют только цементный раствор М50. Известь, глину и гипс здесь  применять  запрещается.

Кладку столбов, узких простенков (до 1 м), карнизов и других архитектурных рельефов, тонких перемычек и сводов ведут на смешанных растворах М25—50. Такими же растворами расшивают швы кладки, даже если она велась на растворах  более  низких  марок.

Величина зерен наполнителя (песка) для кладки стен должна быть не больше 2,5 мм, а в растворах для бутовой кладки можно брать песок с зернами до  5  мм.

В растворах низких марок применяют известь и глину. Они дешевы, имеют высокую пластичность, долговечны, хорошо заполняют щели и сцепляются с материалом, но недостаточно водостойки и медленно твердеют. В сухом климате для ускорения процесса схватывания в них можно добавлять гипс. Обычный состав известково-песчаного раствора 1 : 2—1 : 4. Он имеет прочность М10, которая достигается через 6 месяцев. При использовании молотой и гидравлической извести та же марка будет получена через три месяца. С годами прочность известковых растворов возрастает и может достичь  М25—50.

Глиняный раствор в сухом климате достигает прочности Ml0 только после полного высыхания. В умеренно-влажном климате (средняя полоса) чисто глиняные растворы для наружных работ лучше не применять. При кладке печей и каминов это, наоборот, самый ходовой раствор, особенно в сочетании с различными добавками (поваренная соль, волокна асбеста). Еще одно ограничение для известковых и глиняных растворов — невозможность их применения при температуре ниже 10° С —в  этих  условиях  они   не  твердеют.

Цементно-глиняные и цементно-известковые растворы используются наиболее широко. Они достаточно пластичны (благодаря глине и извести), имеют высокую прочность и хорошую морозостойкость при неплохой водостойкости. Их применяют практически во всех строительных работах с каменными и керамическими материалами. Дополнительное преимущество этих растворов — производство кладочных работ при отрицательных температурах до —10°С, для этого в них вводят добавки — поваренная соль (2—5% от массы цемента) или поташ (углекислый калий) 10—15% от массы  воды.

Чисто цементные растворы применяют редко и только в условиях большой влажности. Они очень прочные, но довольно жесткие, непластичные и плохо укладываются вручную. Поскольку известь и глину в этих условиях использовать нельзя, то для повышения пластичности вводят специальные пластифицирующие поверхностно-активные добавки в очень малых количествах (доли процента) от массы вяжущего. К сожалению, в индивидуальном строительстве  их  применение  затруднено.

Отделочные растворы объединяют две группы: обычные штукатурные и художественно-декоративные. В свою очередь каждая из групп может иметь разный состав для наружных и внутренних работ. Главные требования, предъявляемые к отделочным растворам, определяются назначением штукатурного слоя и материалом конструкции, но независимо от этого они должны быть подвижными, иметь хорошее сцепление с поверхностью и не менять своего объема при высыхании, иначе  появятся  трещины.

Для наружной отделки применяют цементно-известковые и цементно-глиняные штукатурные растворы на обычном белом или цветном цементе. Марка растворов должна быть не меньше М50. Отделку помещений производят известковыми, гипсовыми, цементно-известковыми, цементно-гипсовыми и известково-гипсо-выми растворами марок М25—М50. В эти растворы можно вводить красочные водные составы или пигменты в порошке, обязательно щелоче-стойкие (охра, сурик, окись хрома, синий кобальт, ультрамарин и т. п.). Наполнителем отделочных растворов служит чистый кварцевый песок с величиной зерен до 2 мм. Можно использовать песок из туфа, известняка и других пород. Для цоколей и фундаментов применяют цементный раствор М50-М100.

Разновидности художественно-декоративной штукатурки; терразитовая, террацо, искусственный  мрамор  и  сграффито.

Терразитовую штукатурку готовят на цементно-известковом или известково-гипсовом растворе с добавкой пигмента и мраморной крошкой в качестве заполнителя. Иногда добавляют толченое стекло (10%) или слюду (1% от массы заполнителя). Поверхность, отделанная этой штукатуркой, имеет искристую, мерцающую поверхность с блестками  вкраплений.

Террацо — мозаичная штукатурка для внутренней и реже наружной отделки стен, пилястр, колонн-столбов и покрытий полов. Ее готовят на цементно-известковом или чисто цементном (полы) растворе с добавкой пигментов и заполнителем из крупной крошки или мелкого щебня (мрамора, песчаника, известняка, туфа и др.). Для стен помещений марка раствора должна быть не ниже М25, наружной отделки — М50 и покрытия пола — М100—1 50. Полы, отделанные этим способом, через неделю шлифуют наждачным кругом и полируют полировочными порошками и пастами. Стены, как правило, не шлифуют, а оставляют с зернистой  фактурой.

Искусственный мрамор готовят на гипсовом растворе из формовочного или высокопрочного Гипса, затворяя его животным (столярным) клеем 2%-ной концентрации с добавкой квасцов и мраморной пудры. Щелочестойкие пигменты вводят в количестве 3—4% от массы гипса. Полученный состав наносят на цементно-известковый грунтовый слой (1 : 1 : 5 песок), обязательно полностью высохший (срок — не менее месяца при 18—20° С). Через три дня после нанесения отделочного слоя его многократно шлифуют и полируют до зеркального  блеска.

Искусственный мрамор можно готовить в виде плит (25x25, 30x30 см толщина 20—25 мм), отливая гипсовую смесь в формах. Потом этими плитами можно будет облицевать любые стены и поверхности — имитация мрамора в этом случае получается более  полной.

Сграффито — самый многодельный вид художественно-декоративной штукатурки. Здесь необходимы терпение, аккуратность и хотя бы элементарные навыки в изобразительном искусстве (умение рисовать). Суть этого способа в том, что на высохший цветной грунтовочный слой из цементного или цементно-известкового раствора наносят от одного до трех тонких (4—6 мм) слоев штукатурки того же состава, но разного цвета и пока они не высохли слегка процарапывают на нем выбранный заранее орнамент или рисунок. Затем прорезают его линии специальным инструментом до одного из нижних слоев нужного цвета. Ширину и глубину линий при этом делают разными, чем и создается декоративный эффект — сочетание игры цвета, света и тени на фоне последнего (накрывоч-ного) слоя штукатурки. Работать надо быстро и закончить ее до начала схватывания штукатурки, то есть за один-полтора часа. Для получения необходимых навыков следует потренироваться, а к самой работе хорошо подготовиться и все продумать, чтобы не возникало никаких задержек. Аккуратно выполненная штукатурка с рисунком в технике сграффито выглядит очень элегантно.

В декоративной отделке бывает удобнее заранее составить сухие растворные смеси и во время работы затворять водой лишь необходимое количество раствора. Особенно это важно при использовании гипса. Помимо удобства, такой способ обеспечивает постоянство цвета декоративного слоя  и  экономит  материалы.

 

БЕТОНЫ

 

Бетон — это искусственный каменный материал, полученный в результате твердения смеси вяжущего, заполнителей и воды. Показатели бетона зависят от материала и качества компонентов, их соотношения, тщательности приготовления смеси (перемешивание, уплотнение) и условий твердения (температура,  влажность,  время).

Главные характеристики бетонов — плотность и прочность. По плотности они делятся на особо тяжелые — более 2500, тяжелые 2000—2500, нормальные 1800-2000, легкие 500-1800 и особо легкие — до 500. Прочность на сжатие зависит от плотности бетона и распределяется почти пропорционально ей; особо тяжелый бетон имеет марки 400-1000, тяжелые бетоны М100-600, нормальные М50~400, легкие М25—200 и особо легкие (пористые и ячеистые) М4—100. Марки морозостойкости у бетонов примерно те же, что и у растворов.

По виду вяжущего чаще всего используют цементные (на цементах разных видов), цементно-известковые и силикатные (на известково-песча-ном вяжущем). Есть еще гипсовые, шлаковые и специальные бетоны. Мы здесь рассмотрим только два первых вида.

Цементные бетоны (обычный и тяжелый) имеют жесткую малоподвижную консистенцию. Цементно-известковые бетоны более пластичны и лучше укладываются в форму. Независимо от вида вяжущего любые бетоны (кроме легких и ячеистых) имеют комбинированный заполнитель, состоящий из мелкой и крупной фракций. В тяжелых и обычных бетонах это чаще всего песок и щебень (гравий).

Для качественного бетона применяют чистый речной или, что предпочтительнее, горный кварцевый песок. Для бетона невысоких марок (до 400) можно брать песок из других горных пород (известняк, доломит, песчаник). Не допускаются посторонние примеси (пыль, глина, органические частицы). Используют песок с крупностью зерен до 5 мм, причем его лучше разделить на две фракции: до 1,5 мм и 1,6—5 мм. Поскольку проектирование состава бетона довольно сложное дело, мы его не приводим, но советуем для приготовления смеси брать 75—90% песка крупной фракции и 25—10% мелкой (от его общего количества), то есть доля крупного песка должна быть в 3—9 раз больше, чем мелкого,—соотношение зависит  от  крупности  щебня.

Крупным заполнителем бетона служит гравий или щебень горных пород, причем щебень почти всегда предпочтительнее — однородность бетона, а следовательно его плотность и прочность получаются выше. Крупность кусков щебня или гравия выбирают в зависимости от толщины изделия или конструкции, где он будет использован. Их размер должен быть не больше половины самой тонкой части конструкции (скажем, толщины плиты). При размере кусков заполнителя до 40 мм оптимальное соотношение крупной (20—40), средней (10—20) и мелкой (до 10 мм) фракций примерно 40-60, 20-30 и 15-20% соответственно. Отсев (отбор) фракций по крупности производят на сите с крупными ячейками указанных или близких к ним размеров.

Качество воды для приготовления бетонных растворов также имеет значение. Она должна соответствовать стандарту питьевой и не иметь посторонних примесей, особенно кислот, щелочей, масел и Сахаров. Нельзя применять болотные и плохо очищенные сточные воды. Допускается использование озерной, речной и морской воды, если ее соленость не выше 2%. Водоцементное отношение (ВЦ) в большинстве случаев не должно превышать 0,5—0,6. Другими словами, воды берут примерно в два раза меньше, чем масса (вес) цемента, при этом получается довольно малоподвижная смесь, которую необходимо тщательно уплотнять, желательно при помощи вибраторов. В крайнем случае применяют штыкование и тяжелые  трамбовки.

Еще одна важная особенность подбора оптимального состава бетона — марка вяжущего. Она должна быть выше марки бетона на одну-две ступени. К примеру, для бетона Ml 00—200 берут цемент М300-400, а бетон М200-300 требует цемента  М400-500.

Для индивидуального застройщика может представить интерес мелкозернистый бетон, для которого заполнителем служат песок и каменная крошка с размерами зерен не больше 10 мм. Его готовят при отсутствии крупного заполнителя — щебня или гравия. Особенность мелкозернистого бетона — увеличенный расход цемента (на 20— 40%) и воды, но зато он имеет повышенную прочность, водонепроницаемость и морозостойкость. По составу и характеристикам он сходен с цемент-но-песчаными  растворами.

Декоративный бетон получают, вводя в обычный состав пигменты (обязательно щелочестой-кие), либо используют цветные цементы. Дополнительный декоративный эффект создают рельефной обработкой поверхности в процессе формования, применяя опалубку с фигурной или рифленой внутренней поверхностью, тиснением рельефа по свежеуложенному бетону или обрабатывая затвердевшую поверхность механическим способом—тёской, скалыванием, насечкой бучардами и  т.   п.

Легкий бетон имеет много разновидностей, отличающихся назначением, материалом вяжущего и заполнителя и, соответственно, характеристиками, которые зависят от свойств применяемых компонентов. По назначению легкие бетоны делят на конструкционные (плотность 1400—1800, прочность не меньше М50), конструкционно-теплоизоляционные (500-1400, М25-100) и теплоизоляционные (меньше 500). Первые два вида используют в сельском домостроении как стеновые материалы, а последний только для утепления в виде плит, которыми облицовывают стены помещений.

По виду главного заполнителя легкие бетоны называются керамзитобетон, шлакопемзобетон (термозитобетон), аглопоритобетон, перлитобетон,   шлакобетон,   вермикулитобетон,   шунгизитобетон и другие. Кроме них существуют еще легкие бетоны на органических заполнителях — опилкобетон,   костробетон,   арболит  и  фибролит.

В качестве минеральных заполнителей для легких бетонов используют песок и щебень пористых пород и отвалов металлургической промышленности (зола и шлак), а также искусственные заполнители, получаемые из глины и других материалов. Подбор состава легкого бетона происходит примерно по тем же принципам, что и обычно. Здесь также имеет значение соотношение крупной и мелкой фракций щебня и песка, но марку вяжущего выбирают больше марки бетона в 4—5 раз, а не на одну ступень, как было с обычным бетоном.

Легкий бетон — эффективный материал, и его весьма выгодно использовать в строительстве малоэтажных  жилых домов  и  садовых домиков.

Особо легкий бетон — разновидность легких бетонов, отличающаяся тем, что не имеет крупного заполнителя. По сути — это застывшая (отвердевшая) пена с крупными или мелкими порами (пузырьками), состоящая из почти чистого вяжущего (цемента, извести и молотого песка или их смеси). Ячеистый бетон — это другое название особо легкого бетона — имеет две группы, отличающиеся способом образования ячеек-пор: газобетоны и пенобетоны, но нас больше интересует, где  и  как  их  используют.

Основная сфера применения ячеистых бетонов — теплоизоляция ограждающих конструкций — стен, чердачных перекрытий, теплых кровель и полов первого этажа. Их применяют в виде плит, которыми облицовывают стены или укладывают их на настил, а в каркасной конструкции ими заполняют промежутки между стойками и листами облицовки. Пористость (пустотность) ячеистых бетонов колеблется от 50 до 90%. Благодаря этому они обладают очень хорошей теплоизолирующей способностью и с ними удобно работать, потому что они легко пилятся и режутся на части любого  размера  и  формы.

Железобетон получают армированием тяжелого бетона. В подавляющем большинстве случаев — это материал для изготовления отдельных элементов сборных конструкций, в основном заводского производства. Для индивидуального застройщика могут представить интерес перемычки, фундаментные блоки и плиты перекрытия из железобетона, архитектурные детали (элементы),  столбы и секции забора (ограды).

Фундаментные блоки используют при устройстве подвалов и ленточных фундаментов под кирпичные, каменные и легкобетонные стены. Этот способ самый прогрессивный благодаря скорости и простоте монтажа элемента с помощью механизмов (автокрана или лебедки). То же самое можно  сказать  и  о  монтаже  плит  перекрытий.

При самостоятельном конструировании какого-либо железобетонного элемента (например, цокольной балки между столбами фундамента) следует учитывать, что армировать надо растянутую зону конструкции. Для балок и плит перекрытия — это их нижний слой. Здесь и укладывают большую часть арматуры в виде специальных арматурных рифленых стержней или просто прутья и другой профиль (уголки, трубы, швеллеры и двутавры) из металлического утиля. Располагают их вдоль растянутой зоны конструкции, от опоры до опоры. Поперек основной арматуры также необходимо уложить несколько прутьев, а еще лучше металлическую плоскую сетку. Арматуру укладывают не на дно формы, а обязательно на слой бетона (или раствора) толщиной не менее 2—3 см — он будет защищать арматуру от коррозии. Верхний слой бетона должен быть минимум в три  раза  толще,   т.   е.   6—10  см.

 

<<< Оглавление книги     Следующая страница >>>