Универсальный фундамент Технология ТИСЭ

С бетонированием многие застройщики, может, не в тех объемах и не в тех условиях, но, скорее всего, уже сталкивались. Опыт общения с ними автора показал, что познания в этой области иногда бывают поверхностными и даже ошибочными. Начинающий застройщик должен отдавать себе отчет в том, что фундамент — это не только верно выбранная схема. Правильный подбор материалов, грамотно выполненное армирование, точное соблюдение правил бетонирования и содержания созревающего бетона — обязательные условия надежности и качества фундамента. Многие просчеты и недопонимания застройщика в этих вопросах слишком дорого обходятся ему в дальнейшем, на этапе строительства и эксплуатации жилья.

3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БЕТОНАХ

Бетон — искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси вяжущего материала (цемент), воды, заполнителей (песок, щебень…) и специальных добавок (в определенных пропорциях). До затвердевания уплотненная смесь называется бетонным раствором.

По назначению различают бетоны:

— конструкционный — применяется для изготовления несущих и ограждающих конструкций; не предназначен для выполнения теплозащитных функций;

— гидротехнический — используется для возведения гидросооружений; характеризуется стойкостью к увлажнению, водонепроницаемостью, морозостойкостью;

— жаростойкий — предназначен для возведения специальных конструкций, работающих при высоких температурах;

— теплоизоляционный — используется в качестве теплоизоляции стен и перекрытий; не ориентирован на восприятие больших механических нагрузок.

По плотности бетоны бывают:

— тяжелые — наиболее распространенный бетон, у которого в качестве заполнителя используется щебень твердых пород (гранит, известняк, диабаз…);

— легкие и особо легкие бетоны — получают с использованием легких заполнителей (пемза, туф, шлак керамзит, пенополистирол) — шлакобетон, керамзитобетон, пенополистиролбетон; или путем придания пористой структуры (поризованные бетоны) через введение в бетонную смесь воздухововлекающих добавок (микропенообразователей) — пенобетон, или же предварительно взбитой пены или газообразующих добавок — газобетон.

К числу легких бетонов относятся также ячеистые бетоны, которые обладают высокопористой структурой. Объем пор в таких бетонах достигает 80%. Такие бетоны с плотностью 300… 1200 кг/м³ обладают низкой теплопроводностью и используются как эффективный теплоизолирующий материал. Бетоны с малой плотностью используются только как теплоизоляция, а более плотные — и как конструкционный материал.

По виду вяжущего вещества различают бетоны:

— цементные — бетоны на портландцементе и его разновидностях;

— гипсовые — обладают малой водостойкостью, поэтому из них изготавливают конструкции, находящиеся внутри здания (подвесные потолки, перегородки…);

— полимербетоны — вяжущие эпоксидные, полиэфирные и другие смолы. В настоящее время полимербетон используется для изготовления черепицы с относительно низкой себестоимостью;

— полимерцементные бетоны изготавливают с добавкой водных дисперсий (ла–тексов, винилацетата, винилхлорида, водорастворимых модификаций полиамидных смол, клея ПВА…), которые вводят вместе с водой затворения. Полимеры осаждаются в виде пленки на поверхности заполнителя, увеличивая сцепление между элементами бетона. Такие бетоны хорошо сопротивляются растяжению, обладают повышенной морозостойкостью, водонепроницаемостью, а также хорошо сопротивляются поверхностному износу.

Бетон — это смесь активных и инертных составляющих.

Активные составляющие бетона — цемент и вода — в результате химической реакции (гидролиз) переходят в твердую фазу и образуют цементный камень. Специальные добавки, корректирующие свойства бетона, также относятся к активным составляющим.

Инертные составляющие — заполнители — не участвуют в реакции отверждения бетонного камня. Цементный камень связывает мелкий и крупный заполнители, образуя жесткий скелет, воспринимающий внешние нагрузки. В некоторых бетонах (пенобетон, газосиликатный бетон и пескобетон) крупный заполнитель отсутствует.

3.2. ЦЕМЕНТ

Цемент — мелкий порошок серого, зеленоватого или белого цвета. Обычно он упакован в мешки из крафт–бумаги порциями по 50 кг или отпускается с заводов и торговых складов навалом. Цементы различают по наименованию (обыкновенный портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлако–портландцемент, роман–цемент и т. д.) и маркам. Бывают цементы марок "200", "250", "300"… "600".

Соотношение компонентов сырьевой смеси, необходимой для создания цемента, выбирают с тем расчетом, чтобы полученный при обжиге портландцементный клинкер имел следующий химический состав (%): СаО — 62…68, Si0₂ — 18…26, Аl₂0₃ — 4…9, Fe₂0₃ — 2…6. Для получения клинкера чаще всего используют известняк и глину (добываемые отдельно) в соотношении 3: 1 (по весу). Приготовленную смесь подают на обжиг во вращающуюся печь, где при температуре 1200…1450 °С происходит обжиг — образование цементного клинкера (твердых кусков серого цвета размером в горошину или орех). В шаровых мельницах куски клинкера тонко размалываются с гипсом и другими добавками (тонкость помола — менее 0,08 мм). Чем тоньше помол, тем выше марка цемента и тем быстрее он твердеет.

Обращаем внимание некоторых индивидуальных застройщиков, которые очень ревностно относятся к экологии жилья: эти природные минеральные составляющие цемента экологически нейтральны. Низкий уровень экологической безопасности бетонных домов может возникнуть из-за малой воздухопроницаемости стен и из-за наличия в их составе гранитного щебня, который иногда имеет радиоактивный фон, выходящий за допустимые нормы.

Плотность цемента насыпная — 1100…1200 кг/м³, а в уплотненном состоянии — до 1700 кг/м³. В какой-то степени насыпная плотность цемента может охарактеризовать его марку. С увеличением марки цемента плотность свеженасыпанного цемента также увеличивается:

— марка 100…… плотность 0,70 кг/л,

— марка 200…… плотность 0,85 кг/л,

— марка 300…… плотность 0,97 кг/л,

— марка 400…… плотность 1,10 кг/л,

— марка 500…… плотность 1,24 кг/л.

В одном ведре объемом 10 литров — 12…13 кг цемента М400.

Срок схватывания — одна из основных характеристик твердения цемента. Он рассчитывается от момента затворения (соединение с водой). Начало схватывания должно быть не ранее чем через 45 минут, а конец — не позднее 10 часов. Такие сроки дают возможность транспортировать и укладывать бетонные смеси до начала схватывания. Эти показатели определяют при температуре 20 °С. Если цемент затворяют горячей водой (более 40 °С), то может произойти очень быстрое схватывание. Работая по технологии ТИСЭ, надо учитывать, что приготовленная смесь должна быть израсходована до начала момента схватывания (за 20 — 30 мин). Увеличить время схватывания можно, добавив в воду клей ПВА (на 1 ведро — 50 мл).

Твердение цемента — химический процесс, который происходит при взаимодействии с водой и сопровождается выделением тепла. Частицы цемента начинают растворяться, причем одновременно происходят гидролиз (разложение отдельных минералов водой) и гидратация (присоединение воды), образуется цементное тесто–гель, из которого позднее выпадают твердые кристаллы высокой прочности.

Твердение портландцемента — достаточно длительный процесс (месяцы и годы). Но если вначале, в первую неделю, процесс набора прочности идет очень резко, то в дальнейшем скорость нарастания прочности сильно замедляется. Поэтому качество цемента принято условно оценивать по прочности, набираемой им в первые 28 суток твердения (рис. 88).