Бетонирование

Основными условиями качественного бетонирования являются тщательное перемешивание, быстрое и без тряски транспортирование, укладка и квалифицированный уход за бетоном. И все же конструкция может оказаться дефектной, если не будет соблюдено требуемое качество выполнения рабочих швов, которые образуются в случае, если бетонирование по каким-либо причинам пришлось прервать, и началось твердение уложенного бетона. Процесс бетонирования прерывают по организационным причинам (например, бетонирование производят только в дневное время) или по непредвиденным обстоятельствам (поломка машины, неблагоприятная погода и т. д.).

Бетонирование можно прекращать только в том месте, где в конструкции не будет значительных растягивающих или сжимающих усилий и рабочий шов не нарушит совместную работу всей конструкции. Места возможных швов обозначают в проекте. Перед началом бетонирования конструкции уточняют вероятность образования рабочих швов из-за возможных перерывов в работе.

Нередко совершают ошибку при устройстве рабочих швов, когда прерывают бетонирование в наиболее опасном для конструкции месте, в середине (рис. 59), или выполняют шов в железобетонной балконной плите не параллельно ее несущей плоскости (рис. 60). Ошибка, связанная с разжижением бетона водой, приводит к тому, что из-за его текучести невозможно образовать рабочий шов с вертикальным обрезом, поэтому бетон в некоторых местах оказывается уложенным в несколько слоев. Такая конструкция не способна выдержать проектную нагрузку. Бытует мнение, даже среди специалистов, что нанесение жидкого цементного раствора на место соединения слоев бетона способствует образованию прочного шва. Цементное молоко не обладает способностью склеивания и отслаивается от поверхности, особенно если она сухая.

Неправильное бетонирование

Бетонирование фундамента

Бетонные фундаменты нашли наибольшее распространение при строительстве индивидуальных домов. Как правило, для бетонного фундамента отрывают траншею соответствующей ширины. Стенки траншей служат опалубкой, что исключает применение дорогой древесины. Нередко во время укладки бетона грунт с бровки траншеи попадает в свежий бетон и смешивается с ним, снижая его прочность (рис. 61). Бетон может быть загрязнен осыпающимся со стенок траншеи грунтом при вибрировании бетона (рис. 62). Причину загрязнений можно предупредить правильным размещением вынутого грунта или распоркой стенок траншеи.

Фундаменты часто возводят из более экономичного материала - бутобетона. 30-40% его объема занимают крупные камни или куски затвердевшего бетона, что обеспечивает экономию свежей бетонной смеси. Изготовление фундамента из бутобетона - сложная работа, поэтому легко допустить ошибки, которые повлекут за собой неустранимые дефекты. Одной из самых частых причин возникновения дефектов фундамента является использование непригодного для этой цели природного камня, в том числе рыхлого, сланцевидного или слоистого, а также гигроскопичного.

Бетонирование фундамента

При возведении бутобетонного фундамента допускают ошибку, когда бутобетон укладывают, применяя технологию сооружения фундаментных стен. В результате такой фундамент дает трещины и разломы, камни выдавливаются в стороны. Фундамент оседает, разрушается, а ремонт его - трудновыполнимая задача.

Бутобетонную кладку выполняют следующим образом: камни укладывают в один слой в отрытую траншею, не соблюдая особый порядок, затем зазоры заливают бетоном. Затем укладывают второй слой камней и снова заливают бетоном.

В правильно изготовленном фундаменте из бутобетона камни не касаются один другого, зазоры между ними не превышают 5 см и камни как бы "плавают" в бетоне. Нижний и верхний слои бетона имеют толщину не менее 15 см, и если не выдержать эту толщину, то камни могут продавить основание (рис. 63).

Хорошо выполненный бетонный фундамент при отсутствии правильного ухода образует трещины по границе касания бетона и камня. При укладке фундамента в холодную погоду имеется опасность промерзания; камни как бы "оттягивают" тепло из тонкого слоя бетона, последний замерзает быстрее и разрушается.

При сооружении железобетонных ленточных и столбчатых фундаментов допускают ошибку, когда под основание арматуры не укладывают слой монтажного бетона, роль которого состоит в том, чтобы обеспечить твердую и ровную поверхность. Без такого слоя арматурный каркас часто устанавливают на неровную поверхность, поэтому очень трудно обеспечить арматуре необходимый защитный слой.

В большинстве случаев железобетонный фундамент снизу постоянно увлажнен, и арматура, недостаточно защищенная, начинает корродировать. Быстро обнаружить допущенную ошибку практически невозможно, и лишь после разрушения конструкции, когда приходится вскрывать фундамент, становится очевидной причина разрушения.

Монолитные железобетонные конструкции

Монтаж арматурного каркаса осуществляют на основе проекта или указаний проектировщика. Бетонирование, например в государственном строительстве ВНР, начинают только после разрешения инженера по техническому контролю. При индивидуальном строительстве технический контроль практически отсутствует в ущерб качеству работ. Наиболее часто повторяющейся ошибкой является то, что во время бетонирования монолитных железобетонных плит бетонщики затапливают готовый арматурный каркас. В железобетонных плитах и балках сверху и снизу должны располагаться стальные арматурные стержни, число которых и место расположения рассчитываются конструктором. Обычно их размещают в растянутом поясе, который располагают сверху или снизу, в зависимости от того, как работает балка под действием нагрузки. Растянутый и сжатый пояса проиллюстрированы на рис. 64.

Растянутый и сжатый пояса в балках

Для обеспечения непрерывного бетонирования конструкции бетон обычно доставляют по верху арматурного каркаса, поскольку свежеуложенный бетон не способен нести нагрузки. Накат для транспортировки с помощью носилок, обычных тачек, тачек "кули" устраивают из досок таким образом, чтобы колесами не повредить арматуру. Очень опасно повреждение арматуры в верхнем растянутом поясе в случае, если консольная балка одним концом жестко закреплена несущей конструкцией. Это балконные плиты (рис. 65), галереи или так называемые консольные лестницы. Часто недопонимают значения армирования железобетонных конструкций в верхнем поясе. Даже в практике государственного строительства иногда перед бетонированием старательно притаптывают арматуру, не понимая, что прутья арматуры располагаются по расчету попеременно - внизу и вверху.

Монолитные железобетонные конструкции

Точность при монтаже арматуры очень трудно выдержать, особенно в индивидуальном строительстве, где приспособления для гибки и резки арматуры значительно проще, чем в государственном. Наиболее распространенной ошибкой здесь является заблуждение в том, что проектировщик все конструкции рассчитывает с большим запасом. Такая точка зрения порождает безответственность.

Неправильное расположение арматуры, работающей на срез, в балке вблизи опор является примером плохого армирования. Наибольшие величины скалывающих напряжений находятся как раз у опор, их уравновешивает прочность бетона, применение так называемых хомутов и несущая способность арматуры, рассчитанной на скалывающие усилия (рис. 66). Расположенные в этом месте нижние и верхние стальные стержни также участвуют в восприятии поперечной силы среза. Неправильное размещение арматуры, работающей на срез, в наиболее опасных местах вблизи опор ослабляет поперечное сечение и железобетонная балка "срезается", потому что совместного противодействия бетона и хомутов часто не хватает, чтобы уравновесить скалывающие усилия.

Неправильное армирование уже явилось причиной разрушений множества монолитных железобетонных лестниц, когда арматуру, работающую на растяжение, укладывали вдоль линии перелома конструкции (рис. 67). В таком случае под действием нагрузки арматура распрямляется, балка разрушается. При нормальной укладке арматуры нижние растянутые стержни выводят в сжатый пояс, где их и закрепляют. Подобную описанной выше ошибку допускают при армировании углов рамных конструкций (рис. 68). Неправильное армирование вызывает трудности и при бетонировании: между стержнями арматуры сильно нагруженных балок невозможно уложить бетон. После распалубки обнаруживают, что под стальными вкладышами нет бетона и балка непригодна для восприятия нагрузки, а арматура не защищена от коррозии.

Расположение арматуры

Ремонт требует тщательной работы. При обнаружении дефекта слабые участки бетона удаляют, место разделывают для повторного бетонирования. Подготовленные для ремонта пустоты обустраивают опалубкой; желательно использовать так называемую опалубку с карманами, суть которой состоит в том, что пустоты заполняют с "переполнением" и в бетоне не остается воздушных пузырей. Излишние выступы бетона после твердения скалывают. После устройства опалубки подготовленное для бетонирования место очищают от пыли и грязи; очищенную поверхность тщательно увлажняют, иначе затвердевший бетон поглощает влагу из свежеуложенного и в бетонной смеси остается недостаточное для схватывания количество воды, бетон "перегорает" и конструкция не набирает положенной прочности.

Состав бетонной смеси для устранения недоделок определяют в зависимости от потребностей. За основу принимают ремонтную бетонную смесь, приготовленную с минимальным количеством воды, чтобы избежать повышенной усадки, которая вызывает раскрытие трещин по границе старого и нового бетона.

Устройство опалубки

Опалубкой называют форму, которая определяет окончательный вид конструкции из уложенного в нее бетона; изготавливают опалубку из сосновых досок, щитов, листового металла. Опалубка должна сохранять форму под действием уплотняющегося при вибрировании бетона. Бетон оказывает значительное давление на нижние и боковые поверхности опалубки, что необходимо учитывать при ее устройстве.

После распалубки более крупных монолитных железобетонных балок иногда обнаруживают их прогиб, который достигает 4-5 см. В большинстве случаев прогиб происходит из-за того, что под действием массы бетона во время его укладки деревянные конструкции опалубки и лесов под балкой упруго прогибаются и бетонная конструкция окончательно фиксируется в таком положении. Этого можно избежать, несколько приподняв опалубку в месте ожидаемого наибольшего прогиба с тем, чтобы во время бетонирования она под действием бетона распрямилась. Значительный по величине прогиб трудно устранить - обычно для исправления дефекта наносят несколько слоев штукатурки.

После устройства опалубки ее очищают от пыли и загрязнений, а затем увлажняют (сухая древесина впитывает из бетона часть воды, необходимой для схватывания, и бетон получают менее прочным). Вместе с впитывающейся водой в древесину внедряются частицы цемента, доски прилипают к бетону и во время разборки либо разрушается опалубка, либо обламываются кромки конструкции. В такой балке к арматуре легче проникает влага.

Еще до устройства опалубки уточняют, как будет проводиться процесс бетонирования. Если опалубку выполняют на высоту этажа - для колонн и стен, то особенно важно предусмотреть на соответствующей высоте отверстия для загрузки бетона. Часто их устройством пренебрегают, и бетон в опалубку заливают сверху, в результате чего он расслаивается. Укладка бетона через загрузочные отверстия предотвращает расслаивание, а его качество достигает проектного уровня (рис. 69).

Устройство опалубки

Допускают ошибку, не оставляя в нижней части опалубки колонн окон для очистки; убрать загрязнения становится невозможным. Внутрь опалубки попадают различные загрязнения (стружка, куски бетона, грунт и др.), препятствующие хорошей связи между затвердевшим и свежеуложенным бетоном. Исправить положение трудно, загрязненные участки вырубают и заново бетонируют (рис. 70).

Устройство цоколя предполагает защиту стены от водяных брызг и придает сооружению законченный вид. Цоколь изготавливают из морозостойкого материала, поскольку он наиболее всего подвержен атмосферным воздействиям. Поверхность железобетонных цоколей может быть различной в зависимости от применяемых материалов для опалубки, например, нестроганные или строганные доски, иногда - волнистый шифер.

При возведении цоколя редко допускают ошибки, приводящие к разрушению конструкции, но все же случаются решения, угрожающие перекосом всему зданию. Решение, показанное на рис. 71, а, со многих точек зрения ошибочно и весьма опасно. Выбирая его, исходили из того, что кладка для защиты гидроизоляции в полкирпича примет на себя половину нагрузки сверху, другую половину - бетонный цоколь. На стенку толщиной в полкирпича накладывают вертикальную изоляцию и этим экономят на кладке защитной стенки. Таким конструктивным решением получают, с точки зрения восприятия вертикальной нагрузки, ненадежную конструкцию между уровнем поверхности земли и линией пола. По принятым в ВНР нормам, стена в полкирпича практически не может быть несущей, бетонный цоколь не выдерживает нагрузки, главным образом потому, что она была распределена внецентренно. Устройство вертикальной изоляции делает невозможной совместную работу двух конструкций - нагрузку несет или одна, или другая из них. Правильное решение показано на рис. 71, б.

Вертикальная изоляция

Каменные цоколи изготавливают из естественного камня на прочном цементном растворе. После установки опалубки с тыльной стороны начинают укладку бетона, при этом возникает опасность сдвига готовой каменной кладки; не рекомендуется уплотнять бетон вибрированием, поскольку в швах разрушается цементный раствор, находящийся в процессе схватывания. Растрескавшийся раствор становится водопроницаемым, вяжущее постепенно вымывается (рис. 72).

Утечка цементного раствора

Правильным решением является уплотнение бетона способом, не вызывающим повреждения в каменном цоколе и предотвращающим слипание бетона с опалубкой.

Изготовление бетонной стяжки

Бетонная стяжка несет на себе покрытия холодных и теплых полов или гидроизоляцию. Если во время бетонных работ не получают подстилающий бетон необходимой твердости и с ровной поверхностью, то исправить положение можно лишь затратив значительные средства, выполняя работу вместе с отделочными операциями.

Иногда поверхность бетонной стяжки с целью ускорения работы выравнивают кое-как, чаще всего лопатой. Горизонтальной поверхности добиваются укладкой слоя цементного раствора, а затем устраивают настилку теплого пола или наклеивают паркет. Применение такого способа работ ошибочно, так как цементный раствор отслаивается от бетона и в большинстве случаев ломается. Куски раствора, как правило, приклеиваются к полу. Причина отслоения выравнивающего слоя и его разрушения заключается в том, что два соприкасающиеся слоя были изготовлены не в одно время и не с одинаковым количеством цемента в растворе, что привело к различной по величине усадке. Отслоению способствует и то, что во время малярных работ стяжка загрязняется. Отслоения можно избежать, если выравнивающий слой нанести не позднее, чем через 48 ч после укладки бетонной стяжки.

Правильная технология выполнения работ (вместо выравнивания тыльной стороной лопаты) показана на рис. 73.

Изготовление бетонной стяжки

Отслаивание выравнивающего слоя от бетонной стяжки вызывается и недостаточным увлажнением, которое необходимо поддерживать для схватывания цемента в бетоне. При недостатке влаги бетонная стяжка быстро высыхает (поскольку поверхность испарения несоразмерно велика по отношению к конструктивной толщине), "перегорает" и теряет прочность.

Ошибкой при изготовлении бетонной стяжки является также и то, что не продумывают устройство звукоизоляции перекрытия, которая приглушает ударные звуки. В противном случае образуются так называемые "звуковые мостики", передающие незаглушенные звуки (рис. 74, а). Для обеспечения звукоизоляции устраивают "плавающую" (на минераловатной подушке) бетонную стяжку.

Образование звукового мостика

Нередко неквалифицированное устройство бетонной стяжки приводит к трудноустраняемым дефектам. Если бетонную смесь транспортируют во время устройства стяжки непосредственно по изоляции, последняя повреждается. Защитный слой бетона охраняет изоляцию от любых повреждений. Нарушение изоляции приводит к прониканию грунтовых вод. Чтобы не допустить ошибки, укладку защитного слоя начинают "от себя", т. е. с готовой бетонной поверхности (рис. 75). Бетонная стяжка является единственным подобным примером в строительстве, все остальные работы начинают от наиболее удаленной от входа в помещение точки. Для укладки применяют бетон такой консистенции, чтобы на него после уплотнения можно было сразу уложить настил из досок. Текучий бетон для этой цели непригоден. Нередко стяжку изготавливают из бетонной смеси, в которой песчанистый гравий в интересах снижения веса заменяют легким перлитом или доменным шлаком, причем применяют такой бетон в местах с повышенной влажностью. Доменный шлак особенно чувствителен к влажности. Уголь в топках сгорает не полностью, и в шлаке остаются вещества, вступающие во влажной среде в химические реакции с выделением газов или с увеличением объема. Шлакобетон не годится для устройства гидроизоляции, поскольку под действием влаги он способен с течением времени разрушить примыкающие конструкции и покрытия (рис. 76).

Защитный бетонный слой

Из смеси перлита с цементом можно приготовить относительно легкий, обладающий теплоизоляционными свойствами перлитобетон. Часто из него изготавливают отмостку для отведения воды с кровли или террасы, оправдывая это легкостью работы, но не имея достаточных сведений о свойствах перлита.

Вспучивание шлакобетона. Перлитобетон

Перлит представляет собой породу, содержащую большое количество гидратной воды. При нагревании до 1200° С он теряет гидратную воду и увеличивается в объеме почти в десять раз, превращаясь в легкий материал, используемый как заполнитель. Из этого следует, что перлит обладает большой водопоглощающей способностью и сохраняет влажность в течение длительного времени. В засушливых районах многих стран его применяют в сельском хозяйстве, запахивая в почву для удержания влаги. На рис. 77 показано неправильное решение - поступающие снизу пары конденсируются, перлит поглощает воду и конструкция увлажняется, что приводит к образованию плесени и высолов на поверхности конструкций.