В табл. 5 представлены некоторые марки бетонов.
Таблица 5
СООТНОШЕНИЕ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ И СВЯЗЫВАЮЩЕГО В НЕКОТОРЫХ МАРКАХ БЕТОНА
К заполнителю предъявляют особое требование: в нем не должно быть вредных примесей, например гумуса и глины, которые отрицательно влияют на прочность бетона, а также снижают его водонепроницаемость, износо-и морозостойкость. Содержание глиняных примесей в нем по нормативам не должно превышать 3 % объема. Например, при повышенном показателе до 6 % объема прочностные характеристики стройматериала уменьшаются на 10 %, до 16 % примесей – в 2 раза. В конструкции наличие примесей проявляется в виде осадочных трещин, поэтому заполнитель предварительно очищают водой так, как показано на рис. 211.
Рис. 211. Промывание гравийного заполнителя: 1 – гравий; 2 – направление водного потока; 3 – сток воды
Не являются заполнителями некоторые минеральные вещества, например гипс, ангидрит и др., поскольку их присутствие в растворе влечет за собой деформацию сооружения.
Качество бетона определяется не столько прочностью заполнителя, сколько формой и размером его частиц, которые должны содержаться в нем в таком процентном соотношении, чтобы при отвердении смеси пустоты, остающиеся между крупной фракцией, были заполнены более мелкой. В данном случае цемент рассматривают как своеобразный клей, который связывает отдельные частицы. Установлено, что объем пустот не должен превышать: в песке – 37 %, в гравии – 45 %, в щебне – 50 %.
Для изготовления бетона используют чистую воду, но никак не жидкость, загрязненную промышленными отходами, в которой присутствуют сульфаты, разрушающие бетонную конструкцию. От ее количества, добавленного в смесь, меняется консистенция бетонного раствора, которая может быть жесткой, пластичной или особо пластичной. Если в нем присутствует избыток жидкости, то в процессе отвердения она испаряется, оставляя пустоты, что ухудшает качество материала. Поэтому объем воды должен соответствовать количеству песка и цемента.
Консистенция бетона может быть жесткой, и тогда раствор напоминает влажную землю. При укладке его тщательно и сильно уплотняют. Густая бетонная масса обладает достаточной пластичностью, благодаря чему она не требует усиленного уплотнения. Она бывает также настолько подвижной, что самотеком заполняет форму, при этом пустоты в ней практически отсутствуют.
Пластичность зависит от содержания в смеси воды. Излишнее ее количество приводит к расслоению бетонного раствора. Важно знать, что чем бетон гуще и, следовательно, сильнее утрамбовывается, тем выше его прочность. При его приготовлении важно добиться того, чтобы по состоянию он напоминал гомогенную массу.
Материал в сухом виде содержит достаточно большое количество воздуха. Чтобы удалить его, прибегают к перемешиванию. При этом воздух вытесняется и замещается мельчайшими частицами заполнителя и цемента, а при затворении начинается гидратация – схватывание цемента. Благодаря перемешиванию составляющие бетонного раствора распределяются в нем более равномерно. Некачественное перемешивание может привести к тому, что бетон не наберет расчетную прочность. Кроме того, нельзя затворять смесь, вливая воду из ведра, поскольку большой ее поток смывает с заполнителя цемент. Поэтому используют только лейку с рассекателем.
Приготовление бетона – процесс весьма трудоемкий, так что при наличии возможности бетонный раствор лучше купить. При ее отсутствии его приготавливают вручную или с помощью механизмов.
В первом случае бетон готовят разными способами, и чтобы выбрать наиболее подходящий для ваших целей, нужно знать, что они собой представляют.
Рис. 212. Приготовление бетона способом гарцевания
1. Способ гарцевания, осуществляемый на двух металлических листах (рис. 212).
На землю кладут два оцинкованных жестяных листа размером 1 × 2 м. На край одного из них насыпают половину необходимого песка, на него согласно пропорции – цемент, который накрывают оставшимся песком, после чего смесь перебрасывают в другую кучу, а потом – в следующую. Благодаря этому сухая масса перемешивается, становится вполне однородной и готовой к затворению водой.
У данного способа есть вариант, представленный на рис. 213.
В насыпанной смеси делают углубление, в которое из лейки вливают воду (1/3 всего количества), а затем перекладывают увлажненный слой на свободное место. Подобные действия повторяют еще два раза. В результате формируется куча увлажненного раствора, в который вводят заполнитель (гравий или щебень) и тщательно перелопачивают.
2. Ковровый способ заключается в следующем: на два металлических листа того же размера, что и в предыдущем случае, насыпают ровным слоем песок толщиной 5–10 см, посередине которого делают дорожку из цемента, после чего все перемешивают граблями или мотыгами. Процесс пойдет эффективнее, если будут работать два человека. Добившись однородного состояния сухой смеси, всю поверхность цементно-песчаного слоя смачивают половиной необходимого количества воды, перемешивают и опять расстилают в виде ковра. Затем выливают с помощью лейки оставшуюся воду, перемешивают и собирают в горку.
Рис. 213. Перемешивание сухой бетонной смеси в сочетании с затворением водой
3. Еще одним вариантом является приготовление бетона в желобо– или корытообразном бойке (рис. 214).
Желобообразная емкость, изготовленная из оцинкованного листа, удобна тем, что при отсутствии углов и наличии некоторого возвышения все необходимые действия при ее использовании осуществляются легко, без приложения значительных физических усилий. Последовательность такова: насыпают песок, на него – цемент, перемешивают до образования однородной массы, разравнивают и затворяют водой, вливая ее порциями 2–3 раза. Когда вся смесь будет равномерно смочена, всыпают в два захода заполнитель и перемешивают.
Чаще всего на строительной площадке применяют корытообразный боек, который называют якорем. Это металлическая емкость с бортиками, которые могут быть и деревянными, поскольку цельносварная конструкция достаточно тяжелая. Она хороша тем, что ее можно поставить поблизости от места, где будет заливаться бетон, и тем, что вода не вытекает, а значит, потери цементного молока отсутствуют, что особенно важно в условиях жаркого лета, поскольку смесь быстро схватывается.
Рис. 214. Приготовление бетона: а – в желобообразном бойке; б – в корытообразном бойке
Для механизации процесса используют бетономешалку. Она может быть двух типов – гравитационного и принудительного (рис. 215).
Принцип работы оборудования достаточно прост: загруженный материал вращается вокруг горизонтальной или наклонной оси барабана с лопастями, которые захватывают смесь и сбрасывают, достигнув верхнего положения. В процессе многократного подъема и падения исходные компоненты хорошо перемешиваются. Затраченное время зависит от объема бетономешалки и степени подвижности смеси. Обычно оно составляет 2–3 минуты, но увеличивать его не следует, поскольку есть вероятность того, что она может расслоиться.
Обычно приобретают бетономешалки на 150–200 л, для которых достаточно однофазной электрической сети. При необходимости получения подвижной смеси в гравитационную бетономешалку заливают весь объем воды. Чтобы очистить стенки, всыпают сначала цемент, перемешивают, затем добавляют песок и доводят до нужного состояния. Поступают и по-другому: всыпают песок, который очистит стенки от налипшего раствора, затем добавляют цемент и перемешивают компоненты в сухом виде, после чего вливают воду. Когда масса станет однородной, вводят заполнитель.
Чтобы приготовить в гравитационной бетономешалке жесткую смесь, используют нетрадиционные технологии. Поскольку масса вследствие густоты собирается в комок, который не перемешивается, а просто перебрасывается по емкости, в нее кладут несколько булыжников, которые при падении разрушают комок. Практикуют также удары по корпусу деревянным или резиновым инструментом, вследствие чего смесь стряхивается с лопастей. Кроме того, между лопастями с шагом в 5–6 см натягивают проволоку диаметром 1,5–2 мм, которая разрезает комок на пласты, либо снимают лопасти и перемешивают массу лопатой-веслом. Последние способы наглядно показаны на рис. 216.
Рис. 215. Типы бетономешалок: а – гравитационного типа; б – принудительного типа
Что касается бетономешалки принудительного типа, в которой ось вращения с лопастями расположена горизонтально, она пользуется меньшим спросом, хотя ее явным преимуществом является то, что и подвижный, и жесткий бетонный раствор можно приготовить в ней без дополнительных ухищрений.
