Ошибки застройщика при приготовлении бетонной смеси
На площадке, где ведется строительство хозяйственным способом, нельзя осуществлять надлежащий контроль качества бетона. В большинстве случаев приготовлением, транспортировкой, укладкой и уходом за бетоном занимаются не специалисты, вследствие чего редко соблюдаются относящиеся к этому виду работ технические требования.
Бытует мнение, что рабочие строительной промышленности, выполняя для индивидуального строительства значительный объем работ, обеспечивают такое их качество, как и у себя на предприятии. Это верно лишь отчасти, поскольку налицо существенная разница между этими работами с точки зрения условий строительства. Государственные предприятия обеспечены машинами, материалами хорошего качества и, что особенно важно, осуществляется постоянный контроль за качеством. На каждой строительной площадке есть мастер, прораб, каждый вид работ проверяется техническим контролером. Тем не менее качество выполнения работ на государственных или кооперативных стройках различное. При строительстве индивидуального дома в большинстве случаев контроль за качеством отсутствует, лишь строительство коллективных кооперативных домов обеспечивается должным контролем. Однако и здесь его задачи чаще всего упрощены. Таким образом, возможность улучшения качества бетона, используемого в индивидуальном строительстве, практически отсутствует. Единственный выход — обучение индивидуальных застройщиков (которым никогда не следует пренебрегать) основам технологии бетонных работ, а также обеспечения индивидуального застройщика товарным бетоном, изготовленным на заводах.
Заполнители бетона. Из-за недосмотра или неправильного складирования допускают загрязнение заполнителей, что отражаетсянакачествеготового бетона. Прочность егозависит от многих факторов, особенно от прочности заполнителя. Если он не имеет по крайней мере двойной прочности бетона, то с ним невозможно получить бетон заданной прочности. Легко понять, почему снижается прочность бетона при засорении его глинистым грунтом. Качество материала снижают также попавшие в гравий отходы древесины, стружка, битый кирпич, куски шлака, снега и льда. Присутствующие сначала в гравии, а затем в бетоне органические вещества могут снизить прочность вследствие образования коррозии в арматуре.
Загрязненность - фактор, влияющий не только на прочность. В бетоне ценят не одну только прочность, но ряд других его свойств, таких, как износостойкость (дорожное покрытие), морозостойкость (цокольные стены), водонепроницаемость (очистные колодцы), теплоизоляция и др. Все эти свойства снижаются, если в заполнитель попадает мусор. Следовательно, заполнитель нужно хранить таким образом, чтобы в него не попали различные примеси. Площадку для складирования готовят твердой и ровной, размещают ее таким образом, чтобы дождевая вода стекала из-под кучи гравия.
Технические требования ограничивают содержание глинистых примесей до 3% по объему; содержание глинистых частиц в количестве 6 и 16% по объему снижают прочность бетона соответственно на 10 и 50%. Наличие глины может быть определено простым анализом, который может выполнить каждый. Литровую стеклянную банку наполняют песчаным гравием, а затем до 3Д объема водой. Через 1 ч после интенсивного взбалтывания поверх гравия виден слой илистых и глинистых частиц, толщину которого можно измерить и соотнести со всем объемом гравия. Излишнее содержание глины может быть снижено многими способами. Один из них - промывка (рис. 19), другой состоит в том, что заранее очищенный от глинистых частиц и пропущенный через грохот заполнитель добавляют в песчаный гравий. В бетоне с загрязненным илистыми или глинистыми частицами заполнителем чаще образуются усадочные трещины.
Рис. 19. Промывка песчанистого гравия от глины: ...
1 — песчанистый гравий; 2 — направление потока воды: 3 — сток воды
Вяжущие. Важнейшим составляющим бетона является вяжущее вещество — цемент. Рецептуру, определяющую содержание различных компонентов, и рекомендации по приготовлению бетонной смеси можно найти в любой справочной литературе о бетоне. Без учета этих рекомендаций невозможно приготовить доброкачественный бетон. Допускают ошибку, когда в бетон замешивают больше цемента, чем необходимо. Это не дает значительного прироста прочности, более того, наблюдается определенное снижение прочности. Следовательно, бетон обладает наибольшей прочностью, когда в нем имеется такое количество цементного теста, какое необходимо для заполнения пространства между заполнителем. Если заполнитель как бы «плавает» в цементном тесте, нарушается структура каркаса, который обеспечивает бетону несущую способность. В результате в бетоне происходит чрезмерная усадка, появляется обилие трещин.
Также вредно при приготовлении бетонной смеси уменьшение по сравнению с требуемым количества цемента. Это может произойти из-за желания сэкономить вяжущее, а также вследствие использования песчанистого гравия неоптимального гранулометрического состава. В бетоне, приготовленном с малым количеством цемента, частицы заполнителя не обволакиваются вяжущим и «склеиваются» друг с другом только отдельными точками. Бетон не только обладает в этом случае пониженной прочностью, но из-за незаполненности пространства между заполнителем становится водопроницаемым, не защищает арматуру от коррозии, что может привести к разрушению железобетонной конструкции.
Большой оплошностью является использование «мертвого», «залежалого» цемента. Применение такого комковатого вяжущего обернется источником многих неприятностей. Оставшийся от других строек цемент, который покупают по сниженным ценам, может стать причиной таких дефектов в конструкциях, устранение которых потребует таких расходов, которые многократно превзойдут сэкономленные средства.
Цемент может потерять свои свойства не только вследствие «старения», но и в результате неправильного хранения. В розничной торговле цемент продается в мешках по 50 кг. Его следует хранить только в сухом, защищенном от ветра и хорошо изолированном от влажного воздуха помещении. В "подвале или на чердаке складировать цемент нельзя. В складском помещении мешки с цементом укладывают на деревянный настил, который отстоит от пола не менее чем на 30 см. Даже в сухую погоду цемент не рекомендуется хранить более трех месяцев, но если этого избежать нельзя, то мешки плотно накрывают брезентом, исключая тем самым доступ влажного воздуха (рис.20). Впитывая влагу из воздуха, цемент слеживается, начинаются процессы гидратации (схватывания), образуются комки.
С течением времени цемент в определенной степени теряет первоначальную прочность. Так, например, портландцемент марки 350 при хранении в кирпичном складе при температуре 20° С за месяц теряет до 25% своей прочности, на открытой со всех сторон площадке под навесом — до 50%. Дата изготовления цемента проставляется заводом на внешней стороне мешка. Перед началом замешивания всегда следует убедиться в том, что цемент не залежалый. Если с момента выпуска его прошло более 90 сут, то использовать цемент следует только после заключения специалиста. Цемент в открытом мешке можно хранить в сухую погоду не более недели, в сырую — не более суток. К бетономешалке следует подавать столько вяжущего, сколько можно истратить за рабочий день.
При реконструкции старых домов можно обнаружить, что ранее использовали глиноземистые цементы. Министерство строительства и развития городов предприняло еще в 1967 г. исследование зданий, построенных из бетона на основе таких цементов. Конструкции из бетона или железобетона на основе глиноземистого вяжущего начали изготовлять после того, как в конце 20-х годов стали производить глиноземистый цемент «Цитадур». В обычных цементах оксида алюминия содержится 5—9%, в глиноземистых — 40—50%. Было установлено, что через двое суток бетон набирал такую прочность на излом, какую бетон на обычном цементе приобретал лишь через 28 сут. Однако с течением времени материал быстро терял свою прочность, что явилось в свое время причиной целого ряда разрушений. Снижение прочности происходит из-за процесса кристаллизации, который ускоряется с повышением температуры и влажности. Опыт показывает, что уже при 20° С начинается процесс кристаллизации. Среди специалистов идут споры о допустимых нагрузках на конструкции из глиноземистого бетона. Во всяком случае следует отметить, что прочность конструкций из него постепенно снижается, и при реконструкции нагрузку на них следует рассчитывать с учетом уменьшающейся несущей способности.
Рис. 20. Правильное складирование мешков с цементом: ...
1 — брезент; 2—направление проветривания; 3 — мешки с цементом; 4 — сосновый брус; 5 — дощатый настил мах= 1,8 м
Вода для бетона, добавки к бетону. Третьей составляющей бетона является вода. Химические процессы схватывания и твердения требуют присутствия воды. Поверхность бетона во время схватывания и твердения необходимо постоянно держать во влажном состоянии. Если этого не делать, бетон «перегорает» и достигает только части расчетной прочности.
Для затворения бетона нужна чистая вода. Питьевая водопроводная вода пригодна без дополнительного исследования. Там, где нет водопровода, воду необходимо исследовать в лаборатории, чтобы определить, не содержит ли она вредных для бетона веществ. Иногда вода, пригодная для питья, может оказаться непригодной для затворения (например, термальная, лечебная, питьевая минеральная) из-за содержания в ней различных примесей солей.
Вода неизвестного состава может оказаться источником серьезной опасности. Как указывалось выше, растворенные в воде сульфаты разъедают и разрушают бетон, следовательно, сернокислая вода особенно опасна для приготовления бетона.
Наряду с основными составляющими в практике индивидуального строительства все чаще используют при приготовлении бетона добавки. Они призваны улучшать некоторые свойства бетонной смеси, такие, как водонепроницаемость, износостойкость, удо-боукладываемость и др. Однако в индивидуальном строительстве трудно обеспечить условия для их применения, а неквалифицированное, без знания дела их использование может нанести вред конструкциям.
При индивидуальном строительствеобычно применяют добавки, ускоряющие процесс твердения и повышающие морозостойкость, ускоряющие схватывание и повышающие водонепроницаемость. Активным компонентом большинства из них является хлористый кальций, известный как ускоритель твердения и противоморозная добавка. Однако многие не представляют себе, к каким опасным последствиям приводит передозировка этих добавок. Противоморозные добавки действуют на железобетон так же, как соль на шоссейных дорогах на кузова автомобилей, вызывающая ускоренные процессы коррозии. В связи с тем, что соли кальция в виде водного раствора поступают в «тело» конструкции, где они непосредственно соприкасаются с поверхностью арматуры; перенасыщение вызывает электрохимическую коррозию, или, говоря проще, ржавление. Отрицательные свойства противоморозных добавок давно известны специалистам, поэтому к ним добавляют в определенных количествах химические вещества, препятствующие коррозии, так называемые ингибиторы.
Добавки, если их применять в больших количествах, наносят вред и неармированному бетону; например, появляется поверхностная фильтрация, выступают пятна. Такие дефекты очень трудно устранить. В большинстве случаев прекратить процесс невозможно, следует заменить конструкцию.
Приготовление и укладка бетона. Дозированные по объему или массе компоненты бетона подвергают перемешиванию. Это один из важнейших этапов приготовления бетона, когда составляющие в процессе перемешивания необходимо превратить в однородную гомогенную массу. Сухой исходный материал содержит значительный объем воздуха. При перемешивании воздух частично вытесняется из смеси, его место занимают более мелкие частицы заполнителя и цемент в виде пленки; начинается процесс схватывания цемента или его гидратация. Перемешивание обеспечивает равномерное распределение составляющих бетонной смеси.
Недостаточно тщательное перемешивание — одна из причин недобора бетоном расчетной прочности. Материал перемешивают вручную или в бетономешалке. Следствием неравномерного перемешивания может стать снижение прочности бетона, а также ухудшение других его свойств.
Наиболее часто повторяющейся ошибкой при приготовлении бетона вручную является добавление воды без перемешивания сухой смеси (рис. 21).
Рис. 21. Процесс перемешивания бетона вручную: ...
1 — песчанистый гравий; 2 — цемент; 3 — лейка; 4 — грабли; 5 — готовая бетонная смесь; 6 — сухая смесь
В этом случае из-за равномерного распределения цемента между частицами заполнителя нельзя обеспечить гомогенность смеси. Перемешивание бетонной смеси следует осуществлять вчетвером. Двое лопатой набрасывают гравий в направлении перемешивания, третий граблями разравнивает вершину конуса, четвертый дозирует воду в необходимом количестве. Нельзя лить воду из ведра (рис. 22), так как потоки воды смывают цемент. Для первого мокрого перемешивания треть необходимой воды заливают в сухую смесь, оставшуюся воду добавляют для второго мокрого перемешивания. Воду льют из лейки с разбрызгивающей насадкой равномерно по всей смеси. Перемешивание вручную следует выполнять на ровной, твердой, очищенной от грязи и увлажненной площадке.
Рис. 22. Правильный (б) н неправильный (а) способ перемешивания бетона: ...
1 — грабли;2 — бетон; 3 — ведро; 4 — лейка
