Состав бетона для тисэ

Обновлено: 27.03.2024

Приготовление бетона - одна из самых трудоемких операций создания фундамента. От того, как будет выполнен этот этап работы, зависит очень много - надежность, долговечность, себестоимость фундамента и самого возводимого строения.
Существует достаточно много вариантов состава бетонов, отличающихся соотношением компонентов, маркой применяемого цемента, фракциями заполнителя, наличием различных добавок и т. п. Все они могут быть применены в своих определенных условиях. Приведем один из вариантов бетона, который можно использовать для фундаментного столба.
Состав бетона (объемный):
— цемент марки 400 - 1 часть;
— вода - около 0,7 части;
— песок строительный речной (не пылеватый) - 2 части;
— гравий или щебень - 2 части.
Полезно знать и их количество в 1 м3 бетона:
— цемент - 350 кг (0,2 м3);
— вода - 100 л;
— песок - 0,6 м3;
— щебень - 0,6 м3
(сумма объемов насыпных составляющих больше в 1,4 раза объема самой смеси).
При подготовке к заполнению скважин бетоном следует обратить внимание иа то, что:
— Мелкий песок с частицам глины, а также щебень из известняка или кирпичного боя значительно снижают марку бетона даже при высокомарочном цементе. Это ведет и к снижению морозостойкости бетона - важнейшего показателя для материалов, предназначенных для работы во влажном грунте с минусовыми температурами.
— Песчано - гравийная или песчано щебеночная смесь должна содержать зерна разного размера, тогда бетон получается прочный, экономится цемент.
— Цемент после месячного хранения в сухом помещении теряет 10% прочности, после трех месяцев - 20%, после шести
- до 30%, после года - до 40%, а после двух лет - более 50%.
— При снижении марки цемента, увеличивают и его количество. Если вместо М 400 использовать М300, то его количество увеличивают на 30%.
— Вода для приготовления бетонной смеси должна быть чистой, без запаха, не содержать хлора, масла, агрессивных ве
ществ и т. п. Если бетонную смесь готовят в теплое время, лучше использовать холодную воду, чтобы бетон не схватился
слишком быстро. Зимой лучше применить теплую воду, подогретую до 40°С.
— О том, достаточно ли в смеси воды, можно узнать простым способом. Если сжать порцию правильно замешенной бетонной смеси, то она примет определенную форму, а на ладони останется немного цементного молока.
— Воду в раствор добавляют с тем расчетом, чтобы его можно было укладывать с легким трамбованием (не заливать!). Чем жестче бетон, тем он прочнее и не растрескивается.
Смесь не должна растекаться на лопате (осадка конуса 3-5см).
— В процессе отверждения бетона (особенно в первые 10 суток) не допускается замерзание бетона. Его неокрепшая структура может быть разрушена возникшим в его объёме льдом.
— Излишне большое количество цемента в растворе приводит к растрескиванию бетона из-за его усадки при затверде нии.
— Полноценное созревание бетона происходит в том случае, если в первую неделю он находится во влажном состоянии.
— Фракции щебня не должны быть излишне крупные (не более 30 мм), а смесь не должна быть излишне подвижной (перенасыщенной водой), т. к. это может привести к её расслоению: вся крупная фракция шебня окажется внизу. Такое же расслоение произойдет, если в скважине окажется вода.
— Если полностью воду из скважины сложно удалить по каким - либо причинам, то бетон можно уложить в скважину, но только быстро и за два - три раза. Тяжелая бетонная масса вытеснит воду из скважины, не успев в ней разбавиться. Но это лучше делать только в самом крайнем случае, т. к. здесь сложно обеспечить стабильные характеристики бетонного
массива. Смесь в этом случае должна иметь минимальную подвижность (но и не должна содержать воздушных пор, которые заполнятся водой скважины) и не иметь фракций крупнее 20 - 25 мм.
— Высокая влажность грунта или даже подъем грунтовых вод после заполнения скважины бетоном, не повредят, и даже улучшат процесс созревания бетона.
— Приготовленная бетонная смесь должна быть использована в течение 2 часов.
Для приготовления бетонной смеси можно использовать гравитационный смеситель объемом от 0,08 до 0,25 м3, или смеситель с принудительным перемешиванием.



В гравитационном бетоносмесителе (рис. 5.13, а), на его стенках, установлены лопасти; которые при вращении барабана поднимают раствор вверх, откуда он под своим весом падает и проникает в свои нижние слои.
В бетоносмесителе принудительного перемешивания (рис. 5.13, б) корпус смесителя остается неподвижным, а лопасти совершают вращательное движение, смешивая раствор.
Смесители гравитационные - просты, дешевы, имеют небольшой вес и энергопотребление, и потому - наиболее распространены в индивидуальном строительстве. Но для перемешивания ими жестких растворов с малой подвижностью требуются некоторые доработки технологического процесса.
Смесители принудительные - универсальны по своему применению, но достаточно громоздки, дороги и сложны.
Существуют определенные приемы работы со смесителями:
- В гравитационный смеситель нужно сначала высыпать более крупный шебень или гравий и немного воды, чтобы промыть и очистить барабан. Затем в него загружают щебень, яесок и цемент, а затем, после кратковременного перемешивания, добавляют воду.
— В гравитационном смесителе перемешивание длится не более 2-3 минут, иначе смесь начнет расслаиваться.
— В смесителе с принудительным перемешиванием процесс смешения может занимать около 1 минуты.
Приготовление раствора можно выполнять и вручную, в деревянном ящике размером 1x2 м, ограниченном с трех сторон стенкой выстой в одну доску. Ящик для удобства перемешивания можно приподнять на 0,5 - 0,6 м. Дно лучше покрыть жестью. Перемешивание раствора удобно выполнять тяпкой или граблями ТИСЭ.
Удобно для перемешивания раствора использовать боек в виде желоба, согнутого из листового железа 1x2 м (рис. 5.14).



Процесс ручного перемешивания начинается с тщательного приготовления сухой смеси.
Для ручного перемешивания смеси удобно использовать грабли, разработанные фирмой ТИСЭ, и предназначенные специально для приготовления раствора. С ними достаточно просто приготовить смесь любой подвижности (рис. 5.15).

Затем схема была такая. После работы делал уширения и вязал каркасы из арматуры, а на выходных заливал бетоном.

уширение 600 мм

На уширения уходило дофига времени, особенно вначале. Сначала делал уширение на 50, потом увеличивал до 60.

бурение ТИСЭ

Так я делал пока в нижней части лунок попадалась супесь, а когда пошли лунки с суглинком содержащим куски глины, бур отказывался делать последнюю часть уширения. Лопатка просто скользила по поверхности и не снимала ни капли грунта.

Пробовал давить сверху на лопатку арматуриной. Очень неудобно и желательно иметь третью руку:) Эффект так же был слабый. Потом вспомнил одного тисэшника с форума и сделал как он советовал, а именно подогнул совсем чуть–чуть край лопатки.

Особо не надеясь на эффект отправил бур в лунку и о чудо – лопатка мощно вгрызлась в грунт, ломая его целыми кусками. Теперь скорость производства уширений сильно возросла и я стал бурить сразу на 60. Правда теперь это больше напоминает кромсание грунта кусками, нежели снятие стружки, но накопитель наполняется за пол оборота. На одно уширение уходит теперь час–полтора.

В общем лопатку нужно адаптировать к своему грунту. Если у вас песок, можно ничего не делать, в противном случае рекомендую слегка подогнуть. Главное не перестарайтесь, а то лопатка будет слишком глубоко врезаться и вы не провернете бур. У меня теперь это происходит рывками и прочей дергатней, но мне так больше нравиться.

Также лопатку полезно периодически затачивать. Но тут есть хитрость. Во время бурения основной части уширения лопатка затачивается об грунт под «не правильным» углом и когда дело доходит до финальной части, режущая кромка получается слегка загнута вверх, в следствии чего лопатка начинает скользить.

  • Для устранения этого эффекта лопатку необходимо подточить, изменив угол атаки режущей кромки(лучше сделать ее параллельной горизонту).
  • Чтобы постоянно не подтачивать лопатку, лучше разрабатывать по несколько лунок. Сначала довести расширения до финальной стадии (пока лопатка не начнет проскальзывать), а потом подточить лопатку и закончить всю партию уширений.

Заливаем сваи ТИСЭ своими руками.

В качестве рубашки для свай использовал два типа рубероида РКП–350 по ГОСТ и РКП–350–О (О — значит облегченный) по ТУ. В последствии использовал только гостовский. Он значительно жестче и работать с ним одно удовольствие. Тот что по ТУ в действительности не 350, а еле до 300 дотягивает (вот так облегчили:) ).

Для заливки свай ТИСЭ выбрал бетон с соотношениями по объему (цемент, песок, щебень): 1–1,7–3,2.

По идее это бетон М300 при использовании цемента М400, водоцементного отношения 0.5 и чистого крупного песка.

Я использовал цемент М500Д0 и фиговый карьерный песок с камнями и 6% примесью (пылеватый песок и глина). От камней и комочков глины песок просеивался через сетку 12мм сложенную вдвое.

сеим песок

Для хоть какой–то компенсации примеси использовал дополнительно 2 литра цемента к 6 литрам замеса.

В советском СНИПе указано, что 6% это допустимо при условии, что глины при этом 0,5%. Сколько в моих 6% именно глины не понятно. По моему тесту с банкой видно, что значительную часть этой примеси составляет очень мелкий пылеватый песок.

  • Примесь глины в песке это очень НЕ хорошо. У нее огромная площадь поверхности и даже несколько % глины в ведре песка потребуют столько же цемента сколько и весь оставшийся в ведре песок. Плюс глина создает пленку, которая препятствует обволакиванию цементным молочком наполнителя бетона.

Так как периодически шел дождь и щебень с песком постоянно намокали в разной степени, воду лил на глазок, стараясь получить жесткий бетон. Бетон стоял колом, а при контакте с вибронаконечником вибратора растекался как кисель, выпуская при этом кучу пузырей.

делаем бетон

Сначала лил первую партию. Песок просеивали.

Так как бетон был жесткий, то для нормального перемешивания приходилось бетономешалку грузить по минимуму: сначала немного воды, затем ведро щебня (12л) + пол ведра щебня (6л) + еще чуть–чуть (около 1л), потом пол ведра цемента (6л) + 2л(компенсация примеси), немного ждал и засыпал пол ведра песка (6л) + 4л маленькое ведерко. Все перемешивалось, если слишком сухо, то добавлял еще немного воды.

замес бетона

Моя бетономешалка имеет объем 120л производства Энкор. Полезный объем значительно меньше, особенно при жестком бетоне. Чем сильнее наклон бетономешалки тем лучше перемешивается, но соответственно меньше помещается.

В процессе производства бетона бетономешалка постоянно ломалась. Отвинчивался болт, держащий шестерню на двигателе, потом вываливался штифт стопоривший эту шестерню и двигатель начинал молотить в холостую.

Приходилось быстро снимать защитный кожух и ставить все на место.

Потом мне это надоело. Разобрал, присмотрелся, шайба на болте сделана из мягкого сплава и сама тонкая, а отверстие шестерни, которое она прикрывает большое и шайба прогнувшись не обладает достаточной жесткостью и потихоньку все разбалтывается. Подложил еще одну мощную шайбу, добавил гровер и притянул другим болтом подлиннее.

Если вы собираетесь штыковать бетон, то вам придется добавить больше воды иначе вы не сможете уложить его без большого количества пустот. Для сохранения водоцементного отношения следует также добавить и цемента. Так же можете использовать суперпластификаторы (например С3).

Обычный ручной китайский вибратор на 1.3Квт с гибким валом и наконечником в 1.5 метра обошелся мне за 3000 руб. В идеале гибкий вал бы метра на 2, но не было в продаже, да и говорят, что ручные китайцы не любят вал длиннее 1.5м. Мне кажется, что если его целиком в бетоне не топить, то нормально потянет, иначе с армокаркасом уже очень неудобно дотягиваться до первых партий бетона. В уширения лил бетон чуть пожиже.

  • Минус большего количества воды еще и не только в том, что бетон будет слабее, а даже при сохранении водоцементного отношения (при добавлении лишней воды, добавлено соответствующее количество цемента) при вибрировании смесь будет сильно расслаиваться.

По технологии из книжки Яковлева, необходимо сперва залить уширение и чуть выше на 5–10см, а затем вставлять рубероидную рубашку, которая упрется в эту партию бетона и ни куда не денется. Но если запихивать готовую, заранее склеенную рубашку, с шахты лунки бывает осыпается не много грунта, что не есть гуд.

В случае когда вставляется просто рубероид, а при использовании жесткого РКП–350 по ГОСТ это легко достижимо, он расправляется первой партией попавшего в него бетона и легко держит форму, только выступающий из лунки участок укрепляется скотчем перед вибрированием, не происходит осыпаний.

У меня есть много лунок где рубашку необходимо изготовить и скрепить заранее, так как из–за выковыривания камней стенки в них кривые. Учтите что в таких случаях, нужно очень хорошо скреплять рубашки и кольцевать их скотчем по всей длине, ибо бетон от вибратора очень сильно распирает.

Такие рубашки лучше установить в лунки заранее перед заливкой бетоном, чтобы гильза стояла на нужном месте ее можно прикрепить гвоздями к стенкам верхней части шахты, а гвозди при желании извлечь, когда уровень залитого бетона доберется до рубероида.

Минус метода в том, что при сильно торчащей наружу рубашке, а у меня большой перепад на участке и сваи я лью в ноль, будет тяжело дотягиваться вибронаконечником до первой партии залитого бетона.

Я вибрирую бетон слоями почти после каждого замеса. Их у меня получается около 6 на сваю.

Каркас из арматуры опускаю в лунку после первой партии бетона. Бетон первой партии, как раз покрывает дно уширения сантиметров на 5–7 и каркас проседает после вибрирования еще на 2–3 см.

Сам каркас из арматуры изготовляю для каждой сваи индивидуально (перепад высот на участке) из арматуры А500С диаметром 12мм. Использую вязальную проволоку 1.2мм сложенную вдвое.

армокаркасы

Каркас состоит из четырех арматурин 12мм концы которых загнуты с одной стороны см. фото. Через каждые 30–35см по каркасу идут поперечные хомуты из арматуры А500С диаметром 8мм.

армокаркасы для свай ТИСЭ


Фото кликабельно (кликните, чтобы увеличить).

Кстати арматуру А500С допустимо варить сваркой. Буква «С» означает свариваемая. Классическую А3 А400 варить нельзя, так как она содержит много углерода и она сильно потеряет прочность в местах сварки. Плюс варить необходимо профессионально прихватками.

По книге Яковлева поперечные хомуты вообще не используются, но в СНИПе на столбчатые фундаменты они есть. Так как я перестраховщик и у меня перепад на участке 11%, да и центры свай далеко не все получились идеально вертикальными, решил хомуты делать.

Для загиба арматуры изготовил станок. Здесь изготавливаю хомуты. Арматуру от 12мм гну здесь с помощью трубы, вложив арматурину между уголками.

станок для гиба арматуры


Фото кликабельно (кликните, чтобы увеличить).

Первые несколько хомутов гнул из остатков А400 (старые запасы) тоже 8мм, так вот гнуть А500 заметно легче.

гнем арматуру

Советую не торопиться штамповать хомуты и каркасы сразу, даже если у вас нет перепадов на участке. Опробуйте сначала на первой свае. Запросто может оказаться, что размеры хомутов нужно будет подкорректировать, а продольная арматура окажется короткой.

Один тисэшник рассказывал, что нарезал арматуру, а из–за перепада на участке она оказалась короткой. Я сначала сделал слишком большие загибы на конце продольной арматуры и она не лезла в лунку. Первый хомут тоже был велик. Даже станок хорошо, что сразу сломался, ибо у первых хомутов были слишком скругленные углы. После ремонта и переделки станка углы стали, что надо. Вторая версия каркаса пошла идеально.

Многие тисэшники пишут, что они сначала заливают сваю, а уже потом вставляют арматуру. Такое не пройдет с моим бетоном, он слишком жесткий и вибрируется послойно. После заливки и вибрирования в него даже отдельный прут арматуры не забить, не то что целый каркас запихнуть. К тому же процесс заливки не быстрый и к концу нижняя часть бетона начинает схватываться.

свая ТИСЭ

После заливки, сваю накрываю сверху стренч-пленкой и креплю ее скотчем.

Если после заливки свай ТИСЭ остается лишний бетон, я отправляю его в формочки для тротуарной плитки. Вибрирую тем же ручным вибратором. Формочки предварительно протираются маслом (можно подсолнечным).

самодельная тротуарная плитка

Так шла заливка половины свай ТИСЭ. Цемент казался мне странным и хоть куплен у известной торговой сети и был самым дорогим, что у них продавался. Все же на упаковке нет ни слова о его происхождении. Я уже давно присматривался к цементу LSR, но в мешках они поставляли только М400Д20, а вот как раз только появился у них М500Д0 и я решил купить его.

Увидел у соседа на втором участке песок крупный. Сосед говорит чистый и рассказал где купить. Я в очередной раз предпринял попытку купить чистого песка. Примчался туда, смотрю там два типа песка. Один как у соседа, присмотрелся в нем глины больше, чем в моем содержится, мелких зерен поменьше только.

А вот вторая куча с белым чистым песком, но оказалось, что они его не продают. Чистый у них только для себя и везут они его из далека и говорят, что золотой, в смысле по 900руб. за куб это для них. В общем я понял, что чистый песок в нашей местности почти не используется. Вернее используется тот, что называется у них чистым, а не реально без примесей.

Уже конец июля, а у нас даже половина свай не залита, а ведь еще ростверк нужно успеть. В ускорении дальнейшего строительства, подсобила моя половинка. Она нашла через интернет мужика, который бурит лунки мотобуром под сваи, а как показало бурение в нижней части пятна застройки – камней там почти нет и следовательно можно применить мотобур.

После переговоров оказалось, что на 25см он тоже делает. Бурит на 1.5м Этого и так достаточно, а с учетом подсыпки около 60–90см и подавна. За лунку берет 500р. т.е. за оставшуюся 21 получаем 10500 руб. Отличная цена.

Договорились на выходные. Сам он приехать не мог и сказал, что будет его помощник. В оговоренный час «помощник» приехал точно в срок еще с двумя помощниками. Сказали что за 2–5 часов они все сделают.

Пока ребята работали, я резал арматуру на хомуты армокаркасов свай, а жена сидела в близи единственного дерева дающего тень и вдруг как закричит: «смотри!» Я выключил болгарку, смотрю. Со стороны сортира вырулил ежик и не спеша совершенно не торопясь и не боясь прошел в 30 см мимо меня.

ежик

Рабочие через 6 часов пробурили до конца чуть больше половины и сказали, что им срочно нужно на другой объект, а к нам если мы не против, обещают вернуться завтра. Так же сказали, что так тяжело им приходиться бурить впервые, грунт очень плотный и они не понимают как я вообще половину набурил ручным буром. Попросили попробовать. Выдал им тисэшный бур. Попробовали и тут же бросили.

На следующий день ребята продолжили бурить. Матерились, кляли грунт, но бурили. Еще я периодически пробегал с отвесом и говорил, чтобы бурили вертикальнее 🙂 Бурили по очереди с долбежным инструментом. На шестой лунке или как они говорили скважине у них сломался мотобур, зацепившись за очередной камень.

В итоге ребята сделали 16 скважен до конца на 1,5м, 4 около метра и одну на 0,5м. Вертикаль конечно не идеальна, но в допустимых пределах. Неохотно предложили добурить после ремонта бура, но я их отпустил.

Взяв вторую половину отпуска и заказав очередную партию цемента LSR М500, я приступил к работе с удвоенной силой. Уширения довались с переменным успехом. При их бурении тоже попадались камни. Сделав около шести расширений, я звал батю помогать заливать сваи бетоном.

Дело шло к финишу, а сваи становились все выше и выше. Набранный опыт позволял заливать больше свай, но постоянно увеличивающаяся их высота, сводила достижение на нет. Поэтому нам так и не удалось превысить рекорд в пять свай за день.

Рубероид РКП–350 ГОСТ легко выдерживал высоту свай до 0,5 метров с вибрированием. При дальнейшем увеличении высоты во время вибрирования у меня произошла авария. Бетон прорвался в месте повреждения рубероида гвоздем при фиксации его к грунту. Авария была быстро ликвидирована. Прорвавшийся бетон убран. Отверстие перемотано скотчем с заплаткой из рубероида.

В дальнейшем скотч мотался чаще (10-20см), а при заливке самых высоких свай я вставил дополнительный метровый цилиндр из рубероида в месте выхода сваи из земли, на пол метра засунув его в лунку. Место выхода сваи из земли потенциально самое опасное место в плане разрыва рубашки.

Делая расширения в скважинах мне постоянно попадалась всякая живность которую приходилось вылавливать. Мыши почему-то всегда были дохлые, а вот лягушки всегда выживали.

лягушки в скважине

В одну из скважен свалился ёж. Вот их развелось то. Целый час его вытаскивал. Он убегал от меня и фырчал. Не знаю как, но ёжик, отгребая грунт от стенок, умудрился почти на метр зарыть скважину и сделал нехилое уширение:) , а также, как в последствии оказалось зарыл лягушку.

Высокие сваи пытались взять наклон в ту или иную сторону, приходилось их осторожно выпрямлять, фиксируя подсыпаемым грунтом.

Оставалось залить последнюю сваю. Мы понимали, что нам чуть–чуть не хватит цемента. Был докуплен мешок 25кг и привезен на рейсовом автобусе. Наконец все 40 свай основной части были готовы. Самый длинный столб торчал из земли чуть более метра.

Потом привезли доски для опалубки. Менеджер на базе сказал, что будет Газель и в накладной указана Газель. Я подумал, как они 6 метров туда уместят, да и вес приличный. В любом случае оплачена была Газель и я приготовился разгружать. Но приехал Камаз с манипулятором и махом нахаляву выгрузил все сразу. Вот такая приятная неожиданность. Кто–то из соседнего поселка заказал манипулятор и они его и мой груз в одну машину загрузили:)

Дальше была заказана супесь 20 кубов для подсыпки под ростверк. Задача была насыпать, так чтобы сваи торчали на 15–25см, а остальную часть засыпать в опалубку. В эркерную часть ушло очень много песка. Была заказана еще одна машина 10 кубов супеси.

подсыпка

подсыпка в зоне эркера


Фото кликабельно (кликните, чтобы увеличить).

В дальнейшем мы планируем обыграть эти перепады и насыпи ландшафтным дизайном 🙂 . Там где выше всего будит подпорная стенка из камней, а со стороны сада перепад прикроет терраса. Терраса даже выиграет от перепада.

До недавнего времени, в начале внедрения технологии ТИСЭ, к рекомендуемому составу смеси отношение было достаточно жестким. Предлагалось соотношение песка и цемента 1:3 и без каких-либо вольностей. Ведь испытания были проведены именно на это соотношение песка и цемента. Не хотелось рисковать, ведь технология новая и если у кого-нибудь что-то развалится, то это не только возможная трагедия для жильцов построенного дома, но и большой тормоз развитию самой технологии ТИСЭ.
Но прошло достаточно много времени и можно немного пересмотреть эти жесткие позиции. Ведь индивидуальное строительство - это дома не более чем в два - три этажа. Реальные нагрузки на стеновые блоки - мизерные по сравнению с их возможностями.
Пример
Дом в два этажа с бетонными перекрытиями Стены возведены с опалубкой ТИСЭ -2. Какая приходит нагрузка на один нижний стеновой блок?
Данные веса возьмем из расчета столбчато - ленточного фундамента (смотри Раздел "Фундамент ТИСЭ" ). За вычетом веса фундамента вес дома размерами 6х8м — 143 тонны.
Периметр внешних и внутренних стен - 34 м. Вдоль периметра можно поместить около 70 стеновых блоков. Таким образом, на один нижний стеновой блок приходится около 2 тонн нагрузки. Не сложно подсчитать, что запас по прочности - 50 кратный.
Разумеется, этот огромный запас требовался на случай возможных отклонений от норм. Это могло произойти при использовании старого цемента или же если блоки формовались без должного внимания. Запас по прочности требуется и на тот случай, если не будут соблюдаться влажностный режим созревания бетона или если не так точно будут определены ре--альные нагрузки. Следует учитывать и возможность увеличения этажности уже построенного дома.
В любом случае запас прочности должен был сохраниться достаточно большой. Ошибки у индивидуальных застройщиков могли быть даже на стадии разработки самого проекта, ведь в большинстве своем они не профессионалы в этой области.
Но с другой стороны, сама технология формования блока включает косвенный контроль качества проведения технологического процесса. Если при составлении смеси было использовано мало цемента или была не правильно выполнена дозировка воды, или плохо перемешали и уплотнили смесь; во всех этих случаях блок при распалубке либо развалится,либо" поплывет". Если же цемент старый, то комки его усложнят приготовление смеси и формование блока.
Пересмотр жестких позиций относительно дозировки смеси требовался и по той простой причине, что индивидуальное строительство - это не только дома в 2 - 3 этажа, но и одноэтажные постройки (хозблоки, бани, гаражи, курятники, ограды. ). Требования к стеновым блокам могут изменяться в достаточно широких пределах как по отношению к их прочности, так и по отношению к их морозостойкости и теплоизоляции.
Определение соотношения песка и цемента
На основании всего этого было решено не только несколько смягчить требования к дозированию смеси, но и привести варианты смеси на других традиционно используемых наполнителях.
Для того, чтобы легче было подобрать вариант смеси в зависимости от действующих нагрузок и применяемого модуля ТИСЭ приведены таблицы 6.3, 6.4 и 6.5. Пользуясь этими таблицами, несложно также оценить количество материала требуемого для возведения стен дома.
— Марка раствора, требуемого для формования стеновых блоков, зависит от предельных нагрузок, которые должны вы держать эти блоки (табл. 6.3).
— Обращаем внимание на то, что для обеспечения высокой степени надежности стеновой кладки запас по прочности при нимается не менее К = 10. 20. Например, если по расчетам на один стеновой блок давит сверху нагрузка в 2 тонны, то пре дельная прочность стенового блока должна быть не менее 20. 40 тонн. Коэффициент запаса назначается застройщиком, исходя из тех условий, в которых пребывает отформованный стеновой блок.
— Если на стеновой блок кроме вертикальной нагрузки приходит и боковая нагрузка, то запас по прочности должен быть значительно больше - К=30. 40.
— Если стеновой блок находится во влажной среде и подвержен действию замерзания - оттаивания, то запас по прочности необходимо удвоить.
— Данные, приведенные в таблице 6.3, даны для блоков, набравших свою прочность в течение 28 суток, пребывая во влажной среде.


— Если в первую неделю созревания бетона не будет обеспечена достаточная влажность, то предельная прочность блоков уменьшится вдвое.
— Марка раствора, т. е. та удельная прочность, которую он имеет, определяется соотношением песка и цемента (см. табл. 6.4). Таблица дана для песка с удельным весом 1,5 т/м3 и для цемента с удельным весом 1,15 т/ м3.


— Пользуясь таблицей 6.5, несложно рассчитать количество песка и цемента, необходимое для формования стенового блока заданной прочности из цемента имеющейся марки.
— Пользуясь этими данными, можно сэкономит расход цемента, снизить себестоимость стены. Если вместо соотношения цемента и песка 1 : 3 можно применить состав 1 : 6, то это - двойная экономия цемента, правда прочность снизится почти в два раза. Соотношение 1:6 - предельно возможное, и её не рекомендуется применять.
— Смесь цемента и песка 1:3 - излишне прочная. Область её применения - наиболее загруженные места.
Смеси цемента и песка 1:4 и 1:5 - близкие и наиболее распространенные при возведении стен по ТИСЭ. Где и какое соотношение можно применить, чтобы сэкономить?
Разница в расходе цемента в этих смесях - 15%. От общей стоимости материалов (цемент, песок, арматура) эта экономия составит примерно 10%. Если учесть, что стоимость работ по возведению стен равна примерно стоимости материалов, то возведенная стена окажется дешевле всего на 5%. Если еще предполагается утепление стены и её отделка, то экономия составит не более 2 . 3%. В то же время разница в прочности этих стен - 20 - 25%!
Поэтому, решив сэкономить, задумайтесь: стоит ли экономить 2. 5% от стоимости, чтобы на 20 - 20% снизить прочность?
Методика такого экономического расчета показывает, что чем проще возводимая стена (сарай, гараж, хозпостройка), тем больше будет эффект экономии с применением бедных смесей. И чем дороже стена (жилой дом с утеплением и отделкой), тем в меньшей степени будет сказываться экономия цемента.
Технология ТИСЭ предлагает применять смеси для возведения стен с соотношением цемента и песка (весовое/объемное) по следующей рекомендации:
1:3/1:2,5-стены подвала и нижний этаж трехэтажного дома, дома в районах с повышенной сейсмичностью;
1:4/1:3 - наиболее распространенное при возведении одно- двухэтажных жилых домов с любыми перекрытиями;
1:5/1:4 - для одноэтажных хозпостроек, гаражей, фермерских построек, при возведении ограждений.
Пример
Стеновые блоки двухэтажного дома с бетонными перекрытиями и подвалом. Цемент марки 400. Стены подвала гидро-изолированы.
По результатам ориентировочного весового расчета получили вертикальную нагрузку на один стеновой блок:
- на нижний стеновой блок подвала нагрузка в 2,5 т;
- на нижний стеновой блок первого этажа нагрузка в 2 т;
- на нижний стеновой блок второго этажа приходит нагрузка в 1,5 т.
Стеновые блоки, испытывающие максимальные нагрузки для стен каждого этажа, показаны на рис. 6.15.



На стены подвала действует боковое давление. Так как стены подвала сухие, то их не рассчитывают на "замораживание и оттаивание и поэтому коэффициент запаса прочности для стеновых блоков подвала - принимаем К=40.1. Тогда предельная прочность блоков составит 2,5т-40=100 т. По таблице 6.3 находим, что этой нагрузке соответствует стеновой блок, отформованный с модулем ТИСЭ - 3, при марке раствора 75. По таблице 6.4 находим, что при марке раствора 75 и марке, цемента 400 соотношение цемента и песка - 1:4. Далее, по таблице 6.3. определяем, что на 10 литров раствора потребуется 3,3 кг цемента.
Зная, что на стеновой блок ТИСЭ - 3 нужно 15 л раствора, несложно определить, что на один стеновой блок пойдет 5 кг (4,4 л) цемента и 13,5 л песка (объемное дозирование 1:3,1). .
На нижний блок первого этажа приходит нагрузка в 2 т. Учитывая то, что стеновые блоки нижнего этажа должны быть рассчитаны на случай несанкционированного разрушения, принимаем запас по прочности К=30. Тогда предельная прочность стенового блока составит 2 т-30=60 т. По таблице 6.3. определяем, что при формовании с опалубкой ТИСЭ - 2 следует применить раствор марки 75 (блок выдерживает 75 тонн). При марке цемента 400 по таблице 6.4. находим соотношение цемента и песка 1:4. По таблице 6.5 определяем, что на один стеновой блок потребуется 9 литров песка и почти 2,9 литра цемента (объемное дозирование - 1:3,1).
На нижний блок второго этажа приходится нагрузка в 1,5 т. Из - за наличия бетонных перекрытий принимаем максимальный запас по прочности. К=20. Тогда предельная прочность стенового блока - около 30 тонн. При возведении стен с опалубкой ТИСЭ - 2 применяем раствор марки 50 (блок выдерживает 50 тонн). Этому значению марки раствора при цементе марки 400 соответствует соотношение 1:6. Для жилого дома с бетонными перекрытиями принимаем соотношение 1:5 (Объемное соотношение 1: 3,9). На 9,5 литров песка требуется около 2,8 кг (2,2 л) цемента.
Определение количества воды для приготовления смеси
Задавшись соотношением песка и цемента, необходимо определиться и с количеством воды, которое необходимо для приготовления раствора требуемой подвижности. Для реализации технологии ТИСЭ требуетсч жесткая смесь.
При определении требуемого количества воды, необходимо учитывать естественную влажность песка. Ведь он может быть и очень сухим, и влажным от дождя.
На сколько это важно, и как это все учесть?
Пример
Песок лежал под открытым небом и был увлажнен дождем. Сколько воды требуется для приготовления раствора требуемой жесткости?
Обратимся к таблице 6.2. Допустим у нас песок средней крупности, который в пределе может принять до 7% воды. Реальный песок будет иметь несколько меньшее насыщение влагой (около 4%). Если плотность песка около 1,6 кг/л, то в 10 литрах песка (17 кг) окажется воды 170,04=0,7 л.
Если взять раствор с пескоцементным соотношением 4 : 1, то на 10 литров песка требуется 2,6 литра цемента (см. табл. 6.3). При водоцементном соотношении 0,4 для этого объема раствора требуется 2,6 • 0,4 = 1 литр воды. Так что воды потребуется не более 30% от теоретически рассчитанной величины.
Именно поэтому самый правильный критерий того, сколько требуется воды - это опыт, который приобретается сразу после формования 2-3 блоков.
Критерии, по которым следует определить потребное количество воды на практике достаточно простые:
— смесь, после сжатия её в ладонях, должна сохранить свою форму;
— после завершения уплотнения смеси, на поверхности блока должно выступить цементное молоко;
— при излишней подвижности смеси, трамбовать сложно, смесь уходит в сторону, выдавливается трамбовкой;
— смесь не должна выглядеть слишком сухой. Если смесь уже заложена в форму, но влажности в ней недостаточно, то её можно слегка доувлажнить (из лейки) непосредственно в форме.
Обращаем внимание и на то, что если используется песок крупный или средней крупности, то дозирование воды не потребует большой точности.
Мелкий песок - очень чувствительный к количеству воды и провести её дозировку до получения требуемой жесткости -весьма сложно.

Каждого, кто знакомился с технологией ТИСЭ, интересовал состав смеси, прочность стеновых блоков, какими теплоизолирующими характеристиками они обладают. Очень многих одолевали сомнения: неужели на такой простой оснастке и своими руками так легко можно отформовать блок, выдерживающий более 100 тонн, и который обладает высокой степенью морозостойкости.
Да, это так, что было подтверждено и теорией строительных материалов, и испытаниями, и немалым опытом строительства.
На начальных этапах освоения технологии ТИСЭ в качестве бетонного раствора предлагалось использовать смесь цемента и песка (1 : 3) с небольшим содержанием воды (жесткая смесь).
Идея использования такой смеси для формования стеновых блоков пришла автору при просмотре одной из книг по строительной технологии.
"Материаловедение для каменщиков, монтажников конструкций", К. Н. Попов, М., Высшая школа. 1991г.
". Марку цемента определяют по прочности на изгиб и сжатие образцов - балочек, изготовленных из цементно -песчаного раствора с весовым соотношением I : 3, и твердевших в нормальных условиях 28 суток при температуре (20"С).
Для изготовления трех образцов отвешивают 500 г портландцемента и 1500 г стандартного песка (модуль крупности Мк=2,5. 2,7). Смесь перемешивают и заливают 200 г воды (В/Ц=0,4) Тщательно перемешивают до получения однородной массы.
Приготовляемая растворная смесь не является кладочным или штукатурным раствором, а представляет собой как бы модель бетона, поэтому она значительно менее пластична, чем традиционная растворная смесь, которой пользуются каменщики и штукатуры. Создается жесткая смесь.
Теоретически, для твердения цемента, для протекания процесса его гидратации, требуется В/Ц - 0,2. 0,25, но расход воды увеличивают для повышения удобоукладываемости раствора.
Смесь закладывают в разъемную металлическую форму, предназначенную для формования трех образцов размерами 40 х 40 х 160 мм. Смесь уплотняется либо вибрацией на вибростоле в течение 3 минут, либо - послойным штыкованием (ручная трамбовка).
Прочность образцов - балочек определяют, испытывая их сначала на изгиб (рис. 6.9, а), а образовавшиеся половинки -на сжатие (рис. 6.9, б).


Предел прочности на сжатие Ясж для образца вычисляют по формуле RCJK = Р / F, где
Р - разрушающая нагрузка (кГ),
F - площадь металлических накладок (см2). . Предел прочности на сжатие цемента вычисляют по результатам шести испытаний, как среднее арифметическое четырех результатов (наибольший и наименьший не учитывают. )".
Величина RCJK В (КГ/СМ2) И будет соответствовать марке цемента. Так цемент, образцы которого разрушились при давлении 400 кГ/см2, будет иметь марку 400.
Именно такой процесс формования смеси песка и цемента было решено использовать при изготовлении стеновых блоков. Такой подход позволил получить для стеновых блоков максимально возможные прочностные характеристики, которые можно создать с данным цементом.
Например, если площадь опоры стенового блока ТИСЭ-2 - около 600 см2, то при марке цемента 400, этот блок должен выдержать на сжатие около 240 т. Правда есть такой параметр, который показывает различие между результатами испытания образцов и уровнем предельных напряжений в реальных изделиях, изготовленных из тех же материалов и по той же технологии, что и образцы. Этот параметр зависит от геометрии изделия: чем меньше относительная толщина стенок реальной конструкции, тем меньше этот коэффициент. В среднем, прочность изделий уменьшается в 0,4. 0,6 раз по отношению к прочности образцов.
Таким образом, вполне реально, чтобы наш стеновой блок смог выдержать на сжатие около 120 тонн. Если стеновой блок, отформованный с модулем ТИСЭ, подвержен длительной эксплуатации в условиях замораживания и оттаивания (блоки, расположенные во влажном грунте), то его реальная прочность снижается ещё вдвое. Это - около 60 тонн.
Если стеновые блоки не находятся в грунте, не намокают, защищены от попадания влаги или они находятся под слоем теплозащиты и не подвержены замораживанию - оттаиванию, то их расчетная прочность сохраняется на уровне 120 тонн.
Тем не менее, и 60 тонн - достаточно высокая величина. Один ПУСТОТНЫЙ стеновой блок, отформованный с модулем ТИСЭ-2, может выдержать вес небольшого каменного дома с бетонными перекрытиями (рис. 6.10).


При дальнейшем изучении материалов, касающихся разработанной технологии, автор получил много подтверждений выбранной позиции.
"Бетонные работы", А. А. Афанасьев., М., Высшая школа., 1991г.
"..Жесткие бетоны при хорошем уплотнении обладают большей прочностью, чем подвижные, при одном и том же расходе цемента. Применение жестких бетонов позволяет экономить 10..20% цемента. ".
". Жесткая смесь имеет наименьшее водоцементное соотношение (В/Ц) Морозостойкость повышается при сниже
нии В/Ц. В настоящее время созданы бетоны с морозостойкостью 600. 800 циклов, например, бетоны на мелкозернистых
заполнителях - песках.".
". Особо жесткие смеси используют при изготовлении изделий по технологии, предусматривающей их немедленную распалубку. Для повышения морозостойкости конструкций и увеличения их механических характеристик в дорожном строительстве применяют бетоны повышенной жесткости. ".
". Для уплотнения жестких бетонных смесей при устройстве покрытий небольшой толщины используется трамбование. Применяют пневматические или ручные трамбовки. Смеси уплотняют слоями толщиной 10. 15 см".
Стройинформ., 2001г., "Песчаный бетон:родина - Россия", К. Львович, проф., НИИЖБ.
". Известный уже более века песчаный бетон стал предметом систематических исследований с середины пятидесятых годов, что было связано, в первую очередь, с организацией производства железобетона в'регионах, где отсутствуют месторождения крупного заполнителя. ".
". Песчаный бетон, как правило, обладает высокими физико - механическими характеристиками по сравнению с бетоном на крупном заполнителе. ".
". Бортовые камни из песчаного бетона, находившиеся 25 лет в эксплуатации, не имели следов разрушения, в то время, как бортовые камни из тяжелого крупнозернистого бетона, изготавливаемые по традиционной технологии, разрушились через 2-3 года от размораживания".
. "Песок - единственный заполнитель в песчаном бетоне, наиболее дешевый и повсеместно распространенный строительный материал, стоимость которого в России в 2-З раза ниже стоимости щебня ив 6 - 8 раз - керамзитового гравия. ".
Высокие показатели блоков, отформованных по технологии ТИСЭ, были подтверждены комплексными испытаниями в КТБ Мосоргстройматериалы, проведенными в начале 1995 г. Блоки, отформованные с опалубкой ТИСЭ-2 с использованием цемента марки 400, выдержали больше 100 т. При испытании на морозостойкость после 50 циклов их прочность снизилась на 10% (по СНиП допускается - 25%).
Применение жесткой пескобетонной смеси в индивидуальном строительстве пока не столь распространено. Для многих начинающих и даже профессиональных строителей это в новинку. Поэтому на составе применяемых жестких смесей придется остановиться более подробно.
Для правильного подбора состава пескобетонной смеси и ухода за созревающим бетоном, необходимо знать как характеристики самих составляющих смеси, так и технологические особенности создания пескобетона.

Противомороаные добавки
При температуре + 5° С бетонные смеси резко снижают скорость набора прочности. При температуре ниже 0° С химически несвязанная вода превращается в лед и увеличивается в объеме на 9%. В результате в бетоне возникают напряжения, разрушающие его структуру.
При оттаивании процесс гидратации цемента возобновляется, но из - за разрушенной структуры бетон не может набрать проектной прочности.
Экспериментами установлено, что если бетон до замерзания наберет 30 - 50% от проектной прочности, то дальнейшее воздействие низких температур не влияет на его физико - механические характеристики.
При внесении химических добавок процесс твердения бетона будет протекать и при температурах ниже 0°С, но несколько замедленно (это свойство используется при бетонировании столбов в условиях вечной мерзлоты). Скорость набора прочности бетоном зависит от температуры и химического состава противоморозных добавок.
Если противоморозные добавки действуют до температуры - 15°С, то можно принять следующие параметры скорости набора прочности бетоном (табл. 6.1).


Добавки водят в виде водных растворов в процесс приготовления бетонных смесей в количестве 2. 10% от массы цемента.
В качестве противоморозной добавки может быть использована обычная пищевая соль, смесь её и хлорида кальция:
- 5% водный раствор пищевой соли (на 40л воды - 1 кг соли) замерзает при - 5°С;
- раствор 6% пищевой соли и 9% хлорид кальция (ХК) (на 100 литров воды - 2,5 кг соли и 4 кг хлорид кальция) замерзает при - 15°С.
В качестве противоморозных добавок применяют и другие соли: нитрит натрия (НН), нитрат кальция (НК), нитрит - нитрат кальция (ННК), поташ (11) и их соединения. Соли вводят в бетонную смесь только в виде водных растворов.
В настоящее время на рынке строительных материалов появилось достаточно много весьма эффективных отечественных противоморозных добавок в жидком и в сухом виде.

Заполнитель песчаного бетона - песок
Заполнители занимают в бетоне до 80% объема и существенно влияют на его прочность, долговечность и стоимость. В технологии ТИСЭ для формования стеновых блоков основной заполнитель - песок, но не любой.
Немедленная распалубка требует повышенной жесткости для раствора. Пластичные растворы, включающие мелкие фракции песка, - не подходят для этой цели. Мелкие и пыле-ватые пески идут только на штукатурку и на кладочный раствор, но не для формования стеновых блоков с немедленной распалубкой.
В случае, когда нет песка с крупной или средней фракцией, приходится брать мелкий песок. Бетонная смесь с таким песком требует очень тщательной дозировки воды. При незначительном избытке влаги, формуемые блоки после распалубки "плывут" (рис. 6.11). Именно в этом и состоит ограничение по выбору подходящего песка.


Основная цель заполнителя - образовать скелет, основу для сохранения формы после распалубки. Смесь мелкого песка с цементом и водой больше напоминает сметану, а смесь цемента с крупным песком - влажный грунт.
Мелкий песок не может создать достаточно жесткую пространственную структуру (рис. 6.12, а). Смесь крупного и мелкого песка - идеальный заполнитель для этой цели (рис. 6.12, б).


Наилучший вариант, если песок представляет собой рыхлую смееь зерен, когда крупность зерен колеблется от 0,14 До 5мм. Количество мелких зерен, проходящих через сито 0,16мм в песчаных бетонах не должно быть более 10%.
Чем больше в песке мелких зерен, тем больше его удельная поверхность и тогда для соединения зерен песка в растворе или бетоне потребуется больше цемента.
По зерновому составу пески подразделяются на группы, приведенные ниже (ГОСТ 8736 - 85) - табл. 6.2.
Водопотребностъ песка - наибольшее количество воды, которое может быть принято сухим песком в весовом отношении.
Как видно из таблицы мелкий песок может принять влаги в 2 раза больше, чем крупный песок, благодаря большей поверхности смачивания зерен.
Для составления смеси важным параметром является плотность песка. Она изменяется с изменением его влажности своеобразным образом:
- совсем сухой песок имеет насыпную плотность 1500кг/м3;
- при влажности 5% она уменьшается до - 1300 кг/м3;
- при влажности 15% и более она увеличивается до 1900кг/м3.
Именно поэтому, когда требуется уплотнять песок, его проливают водой.


Используя песок, лежащий под открытым небом, в процессе приготовления цементной смеси необходимо учитывать как повышение его плотности от дождей, так и наличие самой влаги.
При указании состава смеси всегда подразумевают весовое соотношение сухого песка и цемента. Если же дозирование -объемное, то изменение плотности песка от степени его влажности - обязательно следует учитывать.
Пески делятся на природные, образовавшиеся в результате выветривания горных пород, и искусственные, получаемые в результате дробления твердых горных пород.
Горные (овражные) пески образуются в результате выветривания горных пород и последующего переноса продуктов выветривания ветром и ледниками. Угловатая форма и шероховатость поверхности зерен способствуют хорошему сцеплению их с вяжущим. Недостаток таких песков - загрязненность глиной и примесями.
Речные и морские пески более чистые, но их зерна, как правило, округлой формы в результате длительного воздействия движущейся воды. Наиболее вредная примесь в песке - глина, так как она препятствует сцеплению составляющих самой смеси.
Искусственные пески, используемые значительно реже, бывают тяжелые и легкие. Тяжелые пески получаются дроблением плотных горных пород (базальт, диабаз, мрамор, гранит). Легкие пески получают дроблением пористых пород (пемза, туф) или изготавливают специально (перлитовый и керамзитовый песок).
Присутствие в песке пылеватых и глинистых включений снижает прочность и морозостойкость бетона. В природном песке пылеватых и глинистых включений не должно быть больше 3% по массе, причем содержание собственно глины не должно превышать 0,5%.
Избавиться от загрязнений песка можно только его промывкой. Для этого песок помещают в деревянный ящик или металлическую ёмкость (бочку) и промывают его потоком воды. В большинстве случаев этого не требуется.
Важным для формования блоков является не только фракции заполнителя, но и его прочность, пористость. При слабой прочности заполнителя сам отформованный блок также будет непрочным. При высокой степени пористости заполнителя снизится морозостойкость бетона.
Вода
Для приготовления бетона применяют воду, которая не должна содержать примесей, задерживающих твердение цемента, вызывающих его коррозию. К таким примесям относятся кислоты и соли. Болотная вода, богатая органическими примесями, а также сточные воды, содержащие сахар, жир, кислоты и другие включения, для приготовления бетона также не пригодны. Обычно используют водопроводную воду, а в ряде случаев - морскую, если содержание солей в ней не превышает 5 г. /л.
Жвсткость (подвижность) бетона
Жесткость пескоцементной смеси является основным параметром, обеспечивающим качественное формование изделий, высокую их прочность и морозостойкость.
Подвижность смеси зависит от водоцементного соотношения (ВЦ). В практике индустриального строительства оно оценивается с помощью эталонного конуса - емкости высотой 300 мм с диаметром нижнего основания в 200 мм и диаметром верхнего основания - 100 мм (рис. 6.13).


Для определения подвижности смеси конус через воронку заполняют раствором, уплотняют его, а затем поднимают конус, освобождая раствор. Смесь под собственным весом начинает оседать. Величина, на которую уменьшится высота раствора (осадка конуса) и будет характеризовать подвижность смеси (рис. 6.14).


При формовании блоков по технологии ТИСЭ не обязательно прибегать к работе с эталонным конусом. Подвижность смеси должна быть такой, чтобы после сжатия смеси в руке она сохранила бы свою форму, а на ладонях не осталось бы следов цементного молока. Другой критерий требуемой жесткости - появление на поверхности отформованного блока цементного молока.

Читайте также: