Бетон своими руками: расчёт пропорций, армирование, опалубка

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

6. Определяем пропорцию компонентов бетона в долях, литрах и вёдрах

Выполнив пункты 1-5 мы получили объём компонентов, требующийся для приготовления 1000 литров бетонной смеси. 1000 литров были взяты для удобства расчёта, но в реальности, конечно, бытовых бетономешалок таких объёмов нет. Поэтому необходимо перейти от абсолютных значений к пропорциям.

За единицу принимается объём требуемого цемента. Тогда доли остальных компонентов можно получить, поделив объём компонента к объёму цемента.


Пример: Мы выяснили, что для приготовления 1000 литров бетона нужно взять 106 литров воды, 229 литров цемента, 383 литра песка и 950 литров щебня.

Доля цемента = 1
Доля воды = 106 / 229 = 0,46
Доля песка = 383 / 229 = 1,7
Доля щебня = 950 / 229 = 4,1

Пропорция записывается так:
0,46: 1: 1,7: 4,1
(вода: цемент: песок: щебень)

Как видно, это довольно далеко от «стандартной» 1: 3: 5!

Зная пропорцию, можно легко определить нужный объём для одного замеса. Опытным путём следует определить, какое максимальное количество бетона может приготовить бетономешалка. Тогда этот объём будет равен объёму щебня, а объём остальных компонентов можно вычислить с помощью полученной пропорции.

Пример: В широко распространённой на рынке бетономешалке номинальным объёмом 180 литров получается замесить не более 40 литров бетона за раз. Поскольку щебень и песок удобно отмерять вёдрами, возьмём за основу для расчёта 3 полных ведра щебня или 36 литров.

Если 36 литров — это 4,1 долей (из вычисленной пропорции), то 1,7 долей песка — это 15 литров (1,7 х 36 / 4,1), т. е. 1 полное ведро и ¼ второго ведра.

Цемента следует взять 8,8 литра (1 х 36 / 4,1), т. е. ¾ ведра

А воды — 4 литра (0,46 х 36 / 4,1), т. е. ⅓ ведра.

Можно ли избежать этих долгих расчётов? Вообще говоря, нет. Однако следует понимать, что нужно приготовить 10-12 кубометров бетона прежде, чем потребуется снова измерить пустотность песка и щебня из других куч. Плотность цемента и вовсе можно измерить только один раз, в самом начале. Если что и может измениться, так это влажность песка и щебня. Например, если пройдёт дождь. Но при этом пересчитывать все пропорции совершенно не нужно. Достаточно внести корректировку лишь в объём воды в одном из последних пунктов расчёта.

 

Процедура замеса

Итак, весь инструмент закуплен, пропорции тщательно подсчитаны. Самое время, наконец, включить бетономешалку и приступить к приготовлению бетона. Однако компоненты бетонной смеси лучше всего вносить в бетономешалку в определённом порядке. Кроме того, следует постоянно регулировать угол наклона бака мешалки.

Первым делом устанавливается самый маленький угол наклона, а в уже крутящийся бак заливается весь объём воды. Если это не первый замес, то вода поможет очистить стенки от налипших остатков бетона из предыдущего замеса. Впрочем, полностью она растворить налипшие остатки не в состоянии.

Поэтому во вторую очередь в бетономешалку высыпают первое ведро щебня. Перекатывающиеся по стенкам камешки в перемешку с водой очищают оставшийся бетон.

Далее следует залить в бетономешалку пластификатор. Дозировка должна быть указана на упаковке, обычно она пропорциональна весу цемента. Пластификатор растворяется в воде и образует пену, иногда в два раза превышающую по объёму засыпанный ранее щебень с водой. А пена — это залог лёгкого перемешивания. Если пластификатор залить в смесь уже после добавления цемента, то эффект будет не столь сильный. В самом конце замеса, когда по какой-то причине оказалось, что бетон слишком густой и сухой, добавление пластификатора и вовсе не даст никакого эффекта.

После пластификатора можно засыпать половину от оставшегося щебня. При этом камешки хорошо увлажнятся и покроются пеной.

Самое время добавить весь отмеренный цемент. И увеличить угол наклона бака на одну позицию. Цемент лучше высыпать в бак постепенно. Если его высыпать весь разом, то его часть сразу же прилипнет ко дну мешалки, после чего его придётся отковыривать оттуда подручными средствами. В то же время, из-за медленного засыпания цемента образуется много цементной пыли, вдыхать которую чрезвычайно вредно. Выбирайте ветренный день, задерживайте дыхание или пользуйтесь респиратором.

Поначалу смесь покажется Вам довольно густой. В баке определённо появятся комки. Но уже через несколько десятков секунд цемент должен полностью раствориться. Продолжительность этого зависит от объёма воды. Чем крепче нужен бетон. Тем дольше придётся ждать. После того, как камни равномерно покроются цементным раствором можно засыпать весь оставшийся щебень.

И, наконец, постепенно можно добавлять отмеренную порцию песка. Лучше разбить её на пару частей, чтобы смесь успевала перемешаться и увлажниться. При этом бак стоит наклонить ещё на одну позицию вниз. Песок чаще всего скапливается на стенках бака и в основании лопаток. Поэтому, возможно, придётся оттуда его счищать мастерком или палкой.

Что делать, если замес получился слишком сухой и не перемешался? Во-первых, возможно, следует подержать смесь подольше в работающей бетономешалке. Чем дольше крутится бак, тем жиже получается готовая смесь (в определённых пределах, конечно). Если продолжительный замес не помогает, то следует подумать о добавлении в последующие замесы большего количества цементного раствора. Ни в коем случае нельзя добавлять одну воду. Вспоминайте какое у Вас водоцементное соотношение. И если добавляете воду, то к ней же должны добавить и количество цемента, равное по массе объёму воды, делённому на водоцементное соотношение.

Так делать нельзя
Иван добросовестно определил пустотность и влажность песка и щебня. Но вот мерного стакана у него не оказалось, поэтому он решил выяснить насыпную плотность цемента в интернете. И выяснил, что она равняется 1,3 кг/литр. А на самом деле плотность его цемента была 1,1 кг/литр. В результате была допущена ошибка и вместо нужного количества цемента в 252 кг на кубометр бетона, в смесь попало всего 213 кг. Это привело к повышению водоцементного соотношения с 0,62 до 0,73. А Иван вместо бетона М250 получил М200.


Так делать нельзя
Пётр нанял на бетонирование ответственной перемычки над большим оконным проёмом Махмуда и подробно ему объяснил, какие пропорции должны соблюдаться во время замеса бетона. А сам уехал на работу. Вечером довольный Маухмуд отчитался перед Петром, сообщив, что песок, щебень, цемент и воду клал точно, как ему сказали. Но бетон перемешивался плохо и прилипал к стенкам бетономешалки. Поэтому Махмуд решил схитрить и добавлял в каждый замес ещё по 2 литра воды. Пётр хитрость не оценил и выгнал Махмуда с работы. А вместо марки бетона М250 получил марку М150 и в наступившие выходные долго возился, разбирая уже успевшую схватиться перемычку.

 

Бетонирование при отрицательных температурах

Заморозки

Строительный сезон короток и, чем севернее располагается стройка, тем меньше времени у застройщика, чтобы в тёплое время года успеть выполнить все предусмотренные проектом бетонные работы. Уже в конце лета начинаются ночные заморозки, что приводит к дополнительным сложностям в процессе бетонирования.

Мороз губителен для бетона. Вода вступает в реакцию с цементом в течение долгого времени (марочная прочность набирается в течение 28 дней). Если в любой из этих дней бетон замёрзнет, то марочную прочность он в последствии уже не наберёт. Происходит это от того, что замерзающая вода, ещё не успевшая вступить в реакцию с цементом, расширяется. В бетоне нарастает внутреннее давление и он буквально разрывается изнутри. В интернете легко можно найти фотографии фундаментов, залитых осенью и замёрзших. Такие фундаменты на следующий год выглядят как набор отслаивающихся друг от друга камней. И единственный способ продолжения строительства — это демонтаж такого замёрзшего фундамента и постройка нового.


Чем раньше замёрзнет твердеющий бетон, тем больше он потеряет в прочности. Абсолютно недопустимо замерзание бетона в период схватывания. Но и в последующие несколько дней заморозка конструкции приведёт к потере более половины прочности.

Поэтому прежде всего застройщик должен таким образом спланировать свою стройку, чтобы постараться вообще не попадать в зону отрицательных температур. Бетонирование в период возможных заморозков — это крайняя мера, вынужденная и не идущая на пользу прочности строения. А бетонирование зимой, когда точно известно, что температура долгое время будет ниже нуля в условиях самостоятельного приготовления бетона абсолютно неразумно.

И всё же, что можно предпринять, чтобы максимально снизить отрицательный эффект холодных температур?

В первую очередь, нужно тщательно следить за прогнозом погоды. Причём не только на ближайшие дни, но на месяц вперёд. Конечно, прогноз часто ошибается в деталях. Но с долгосрочной температурной тенденцией работать можно. Вполне может сложиться такая ситуация, что на ближайшую неделю-две прогнозируют заморозки. А через 2 недели наступит оттепель. Тогда бетонные работы лучше всего перенести на это время.

Прогноз следует узнавать для ближайшего населённого пункта, но не для крупного города. Крупные города сглаживают колебания температуры. А за городом в ясную ночь температура может упасть больше, чем на 10 градусов.

Следить за прогнозом ночных температур нужно и в первые и последние дни лета, не говоря уже о мае и сентябре. В эти дни ночные заморозки кратковременны и несильны, но и они могут привести к замерзанию верхних слоёв бетона и последующему их отслоению. Особенно это критично для стяжек и перекрытий.

Если по прогнозу ожидаются кратковременные заморозки, то основная работа по предотвращению замерзания бетона сводится к утеплению залитой конструкции. Дело в том, что реакция гидратации происходит с выделением тепла. Поэтому чем массивнее конструкция, тем больше у неё шансов остаться в положительной зоне температур. В любом случае нужно использовать не только выделение тепла, но и то тепло, что накопилось в бетоне за день — во время бетонирования. Для этого следует утеплить опалубку, накрыть поверхность бетона теплоизолирующими материалами. Если на улице ветренно, следует оградить бетон от ветра, чтобы исключить ускоренный теплообмен. Но всё это сработает только если температура упадёт не ниже -2 - -3 градусов не более, чем на 2-3 часа.

 

Устойчивая погода с температурой ниже нуля

Во всех остальных случаях следует применять более дорогие и трудоёмкие меры защиты.

Во-первых, в качестве пластификатора следует использовать тот, что несколько снижает температуру замерзания бетона.

Во-вторых, на рынке существует множество противоморозных добавок в бетон. Но важно понимать, что основное предназначение подобных добавок — это сохранить бетон незамёрзшим во время замешивания, доставки до опалубки, укладки и вибрирования. В дальнейшем эффективность этих добавок невысока. Самые лучшие из них обеспечивают набор лишь 30% от марочной прочности бетона на 28-ые сутки. Это означает, что если через месяц Вам нужен бетон с маркой М150, то Вы можете замесить бетон М350 и добавить в смесь противоморозную добавку. Если же через месяц Вам нужен М300, то с одними противоморозными добавками добиться этого будет нереально.

Большим соблазном является использование обычной поваренной соли или устаревших дешёвых добавок. Не допускайте такую ошибку — подобные добавки вызывают ускоренную коррозию арматуры.

Единственный способ обеспечить набор 100% прочности бетона — это греть его во время созревания. Начинать подогрев нужно ещё до замеса бетона. Во-первых, нужно переместить песок, щебень и цемент в отапливаемое помещение (если оно, конечно, есть). Во-вторых, воду, используемую для приготовления бетона, нужно подогревать до 40-70 градусов. Точное значение температуры, до которой следует подогревать воду, лучше уточнить в инструкции к противоморозной добавке. Во избежание заваривания цемента, его следует насыпать в бетономешалку только после щебня, когда общая температура смеси упадёт до 30-40 градусов.

После укладки бетона необходимо обеспечить его дальнейший прогрев. Чем выше будет температура бетона, тем быстрее он наберёт большую часть своей прочности.

Один из способов — строительство тепляка над бетонной конструкцией. В этом случае помимо утеплённой опалубки вокруг твердеющей бетонной конструкцией строят замкнутый контур из стен и крыши. Внутрь устанавливают нагревательный аппарат, чаще всего — тепловую пушку. И продолжают прогрев в течение как минимум недели (в зависимости о того, сколько процентов прочности Вы можете позволить себе потерять от марочной прочности, на которую были рассчитаны компоненты замеса). Строительство тепляка — это лишние трудовые и временные затраты. К тому же придётся покупать или брать в аренду тепловую пушку и круглосуточно следить за тем, чтобы она работала. Ведь если оставить тепляк на ночь без присмотра, а у пушки, к примеру, кончится топливо, за ночь температура легко опустится ниже нуля и все затраты будут напрасными.

В настоящее время индивидуальным застройщикам выделяется максимум 15 кВт электрической мощности, чего может и не хватить для обогрева тепляка электрическим нагревательным аппаратом. А, значит, скорее всего Вам понадобится дизельное топливо или газ в большом количестве. Следует предусмотреть место для его хранения.

Другой способ — нагрев бетона изнутри. В этом случае во время подготовки конструкции к бетонированию наряду с арматурой внутрь укладывается специальный греющий кабель. На больших стройках применяется обычно кабель марки ПНСВ совместно с прогревающим трансформатором. К сожалению, индивидуальному застройщику это оборудование использовать затруднительно, поскольку трансформатор подключается к трёхфазной сети. И покупка, и аренда такого трансформатора обойдётся довольно дорого.

Поэтому можно предложить другой способ прогрева бетона. Только вместо промышленного кабеля лучше применить кабель от электрического тёплого пола или обогревающий кабель для труб водоснабжения. Это тоже довольно дорогой вариант, но он, по крайней мере, реализуем в двухфазной сети и не требует столь большой электрической мощности. Из инструкции к кабелю можно определить, сколько Ватт тепловой мощности выделяет 1 погонный метр. С другой стороны можно определить теплопотери бетонной конструкции при заданной температуре твердения бетона, температуре окружающей среды и материалах опалубки. Суммарная мощность кабеля должна быть равна теплопотерям. Исходя из этого можно определить длину кабеля и способ его укладки.

Отдельно стоит упомянуть о подготовке конструкции к заливке. На поверхности опалубки и на арматуре не должно быть ни снега, ни наледи. Их нужно счистить механическим способом, либо разогреть газовой горелкой или сроительным феном. Во время снегопада бетонирование не производится. А от возможных осадков в будущем бетон сразу же укрывается.

Пример: Требуется залить армопояс в газобетонном доме. Высота армопояса - 250 мм, ширина — 200 мм. Армопояс совмещён с оконными перемычками, поэтому через 2 недели его прочность должна соответствовать марке М200, чтобы выдержать нагрузку от монтируемой стропильной системы и кровли. Самые большие теплопотери прогнозируются в местах перемычек, где снизу бетон будет отделён от внешней среды слоем газобетона толщиной 100 мм. С внешней стороны от улицы его будет отделять слой газобетона 50 мм и слой пенопласта 50 мм. С внутренней стороны — газобетон 100 мм. Сверху в первые 2 недели твердения армопояс будет накрыт пенопластом толщиной 100 мм. Средняя ночная температура воздуха в течение двух недель прогнозируется в районе -5.

Для начала определим, какой марки требуется замесить бетон, если греющий кабель будет обеспечивать температуру бетона +15. Из графика набора прочности бетона определяем, что при такой температуре бетон за 14 дней наберёт около 70% от своей прочности. Поскольку нам нужно к этому моменту иметь прочность, характеризующуюся маркой М200, смесь нужно приготовить в расчёте на марку М300 (200 кгс/см² / 0,7 = 286 кгс/см²).

Посчитаем теплопотери 1 погонного метра армопояса при внутренней температуре +15 градусов и внешней -5 градусов.

Теплопроводность газобетонной кладки = 0,14 вт/(м*оС)
Теплопроводность пенопласта = 0,035 вт/(м*оС)

Теплопотери вниз = 1 х 0,2 х (15 - -5) / (0,1 / 0,14) = 5,6 Вт.
Теплопотери наружу = 1 х 0,25 х (15 - -5) / (0,05 / 0,14 + 0,05 / 0,035) = 2,8 Вт.
Теплопотери внутрь = 1 х 0,25 х (15 - -5) / (0,1 / 0,14) = 7 Вт.
Теплопотери вверх = 1 х 0,2 х (15 - -5) / (0,1 / 0,035) = 1,4 Вт.

Всего: 5,6 + 2,8 + 7 + 1,4 = 16,8 Ватт

Следовательно, нужно купить такой кабель, который на 1 погонный метр выделял бы 16,8 Ватт.

Принимая во внимание цены, сложившиеся в Ленинградской области в 2014 году, посчитаем, насколько меры по предотвращению замерзания бетона увеличивают его стоимость.

Себестоимость бетона М300 — около 3500 р./м³, значит, армопояс сечением 200х250 обойдётся в 175 р.
1 п. м. кабеля мощностью 16 Вт стоит 190 р.
Пенопласт толщиной 100 мм, закрывающий 1 п. м. армопояса будет стоить 60 р.
1 кВт*час электроэнергии стоит 2,37 р.

Значит, дополнительные затраты: 190 + 60 + 16 /1000 х 2,37 х 24 х 14 = 263 рубля.

Отсюда вывод: бетонирование в условиях отрицательных температур дороже в 2,5 раза!

 

Работа с арматурой

Основные идеи армирования

Практически любая бетонная конструкция, возводимая в процессе малоэтажного строительства требует включения в свой состав арматуры. Исключение, пожалуй, можно сделать лишь для небольших тротуарных плиток. В рамки данной темы не входит рассказ о том, каким образом можно рассчитать армирование того или иного изделия. Однако застройщику, самостоятельно бетонирующему конструкции, пригодятся некоторые практические советы по работе с арматурой.

Для начала давайте вспомним, каким именно образом работает бетон под нагрузкой. Если представить себе бетонную балку, опёртую на две боковых стены, то под нагрузкой балка начнёт прогибаться. В отличие от деревянных, прогибы бетонных изделий на глаз обычно незаметны. И тем не менее, чем больше будет нагрузка, тем сильнее будет прогиб. При этом бетонная балка, как единая конструкция, будет испытывать разные силы в разных своих частях. Площадь поверхности нижней части балки во время прогиба увеличится, и бетон там будет испытывать силы растяжения. Тому же количеству материала нужно будет заполнить больший объём. В верхней части балки под нагрузкой наоборот бетон будет сжиматься и испытывать, соответственно, силы сжатия.


Бетон хорошо сопротивляется силам сжатия, в 10-20 раз лучше, чем силам растяжения. Это означает, что если бы бетонные изделия изготавливались исходя из предела прочности на растяжение, сжимаемая часть бетона была бы излишне прочной, что было бы экономически нецелесообразно. А прочность растягиваемой части бетона не позволила бы применять бетон в том многообразии конструкций, в котором он представлен в настоящее время.

Чтобы решить эти проблемы, в растянутой зоне бетона укладывают арматуру — металлические или композитные (стеклопластиковые, базальтовые) прутки. Арматура гораздо лучше бетона работает на растяжение. А поскольку во время застывания бетон склеивается с арматурой, то под нагрузкой в растянутой зоне не возникает разрушения бетона — арматура принимает сопротивление разрушению на себя.

Исходя из вышесказанного, можно легко определить, где и в каком направлении должна располагаться арматура в зависимости от типа бетонируемой конструкции. Если фундамент или балка может прогибаться в двух направлениях (вниз или вверх), тогда продольную арматуру укладывают и в нижней части изделия, и в верхней. Если же элемент будет прогибаться только вниз, то рабочую арматуру укладывают только в нижнюю зону бетонируемого элемента.


Направление арматурных стержней должно быть перпендикулярно силе, приложенной к бетонной конструкции, иначе арматура работать не будет.


Помимо продольной арматуры во многих элементах должна применяться и поперечная. Обычно она выполняется в виде рамок или хомутов, заключающих в себя в своих углах продольные стержни арматуры. Такие рамки устанавливаются для обеспечения прочности наклонных или пространственных сечений в фундаментах, перемычках, колоннах.


Поскольку довольно часто индивидуальные застройщики интересуются лишь количеством продольной арматуры, поперечной арматуре отводится лишь роль конструкционной. То есть она выполняет роль поддержки арматурного каркаса в нужном месте в пространстве до заливки бетонной конструкции. Поэтому в перемычки и фундаменты часто ставят рамки с шагом 500 мм и даже больше. Что, как правило, недостаточно для обеспечения прочности наклонных сечений. Количество и расположение поперечной арматуры должно быть так же рассчитано проектировщиком, как и количество продольной арматуры.

Как правило, схема расположения продольной арматуры перемычки или фундаментной ленты представляет собой минимум 2 прутка снизу и 2 прутка сверху (иногда именно конструкционных, для крепления рамок, и потому — меньшего диаметра).

(при установке будет перевёрнута, внизу будет больше нитей арматуры)

При этом прутки укладываются внутрь рамок в углы. А если нагрузка на элемент предполагает использование большего количества прутков, они должны быть равномерно распределены. Соответственно, и рамки должны быть согнуты таким образом, чтобы по форме напоминать квадрат с минимальным радиусом изгиба в углах. А не произвольной формы замкнутые элементы, согнутые с большим радиусом изгиба на коленке.

Стоит также отметить, что в основном применяется ребристая арматура (арматура периодического профиля). Маленькие рёбрышки на поверхности прутка значительно усиливают силу сцепления арматуры с бетоном. В продаже имеется гладкая арматура. Обычно её используют для изготовления рамок. Если же по каким-то причинам необходимо использовать гладкую арматуру в качестве продольной, то её концы обязательно загибают, чтобы предотвратить отклеивание от бетона и продольное смещение под нагрузкой.

 

Почему не следует заменять металлическую арматуру композитной

Около двух столетий под железобетоном понималось сочетание бетона и металлической арматуры. Однако в последние годы на рынке появилась композитная арматура, обладающая, на первый взгляд, схожими свойствами. Поскольку продавцы композитной арматуры утверждают, что она в несколько раз прочнее металлической, и за счёт некоторых других своих преимуществ, композитная арматура пользуется у малограмотных застройщиков высоким спросом.

Вот пример описания композитной арматуры с сайта одного из крупнейших продавцов строительных материалов в Северо-западном регионе России:
«У композитной арматуры прочность на разрыв в 3 раза выше прочности стальной арматуры класса A3, коррозионные свойства на уровне хорошей нержавеющей стали, а вес, в равнопрочном соотношении, меньше в 9 раз.
ВНИМАНИЕ! Композитная арматура диаметром 8 мм по показателям прочности соответствует металлической арматуре диаметром 12 мм.»

Однако в действительности применение композитной арматуры в индивидуальном малоэтажном строительстве очень ограничено, либо экономически неоправдано. Давайте подробнее рассмотрим, почему.

Сначала остановимся на бытовых преимуществах композитной арматуры. Она действительно легче, и её можно смотать в бухту. Что позволяет привозить её к месту стройки на своём легковом автомобиле, не заказывая доставку. А доставка металлической арматуры обходится дорого, т. к. продаётся она, как правило, прутками по 11,7 или 5,85 метров.

Однако на этом все преимущества композитной арматуры и заканчиваются. Её невозможно будет согнуть так, чтобы она не распрямлялась после снятия нагрузки, и Вы, поэтому не сможете из стеклопластиковой арматуры изготовить необходимые элементы поперечного армирования и анкеровочные загибы. Вес арматуры может быть важен во время доставки, но в общем весе бетонного изделия вес арматуры совершенно некритичен.

Подробнее остановимся на вопросе о большей прочности композитной арматуры, которая, как уверяют продавцы, позволяет покупать стеклопластиковую арматуру значительно меньшего диаметра, чем аналогичную металлическую. Речь идёт о такой характеристике как предел текучести, показывающей, под какой нагрузкой арматурный стержень потеряет форму и разорвётся. Однако арматура не работает сама по себе, она работает в составе бетонной конструкции, поэтому не менее важной характеристикой арматуры является модуль упругости. Модуль упругости показывает, как будет деформироваться тело под нагрузкой. Чем выше модуль упругости, тем меньше арматура будет деформироваться (изгибаться) во время работы.

Как мы выяснили ранее, основная работа арматуры сосредоточена в растянутой зоне — арматура препятствует раскрытию трещин в бетоне. Чем выше модуль упругости, тем меньше изгибается арматура и, соответственно, тем выше может быть нагрузка, не приводящая к раскрытию трещин и разрушению бетонного элемента в растянутой зоне.

Так вот, продавцы композитной арматуры умалчивают о том, что модуль упругости композитной арматуры в 4 раза меньше аналогичного показателя металлической арматуры. А это значит, что для того, чтобы под одинаковой нагрузкой бетонный элемент получил одинаковое растяжение, нужно, чтобы площадь сечения композитной арматуры была в 4 раза выше. То есть не 8 мм (в диаметре) композитной арматуры заменяют 12 мм металлической, а все 24 мм! Что абсолютно невыгодно с экономической точки зрения.

В крупном строительстве применение композитной арматуры может быть оправдано, поскольку там возможно так называемое преднапряжение бетона — арматуру перед бетонированием натягивают, что позволяет бетонному элементу лучше сопротивляться силам растяжения. Но в условиях частной стройки натянуть арматуру невозможно.

Композитная арматура кроме всего прочего имеет низкую огнестойкость. В случае возникновения пожара, композитная арматура, заложенная в стены, колонны, перекрытия и перемычки уже через 13 минут потеряет свои свойства, что приведёт к разрушению бетонных элементов. При этом куски бетона не повиснут на выгнутых арматурных стержнях, как это случилось бы с металлической арматурой, а упадут вниз, так как разрушение композитной арматуры носит хрупкий характер.

Учитывая всё вышесказанное, применять стеклопластиковую арматуру в частном строительстве нерационально. Далее речь пойдёт только о металлической арматуре.

 

Подготовка арматурного каркаса: вязка, сварка и гибка арматуры

Для того, чтобы подготовить арматурный каркас, необходимо нарезать прутки арматуры в требуемый размер, согнуть их (если необходимо) и соединить вместе. Резку арматуры проще всего делать с помощью угло-шлифовальной машины (в народе именуемой болгаркой). Соответственно, помимо самой УШМ понадобится защитная одежда и, обязательно, очки. Искры, возникающие при резке арматуры, представляют собой раскалённые частички металла. И одна из самых распространённых травм при работе болгаркой по металлу — попадание окалины в глаза, что очень болезненно. Зачастую частичку металла, попавшую в глаз, может вытащить только офтальмолог — самостоятельно её извлечь невозможно.

Для гибки арматуры можно купить готовое изделие, а можно изготовить небольшой станок самостоятельно. Обладатели сварочного аппарата могут на металлический каркас наварить два невысоких кусочка трубы. В таком случае арматура пропускается между ними, на неё одевается трубка (удлиняющая рычаг и позволяющая получить меньший радиус изгиба) и поворачивается в нужную сторону.

Но можно легко собрать приспособление для гибки арматуры и не имея сварочного аппарата. Для этого первым делом собирается платформа или стол, образующий плоскость для укладки сгибаемой арматуры. Затем на платформу прикручивается деревянный брусок, ограничивающий перемещение второй половины сгибаемой арматуры. Напротив этого бруска в крайней части платформы устанавливается ещё один брусок. Желательно его сделать небольшим, чтобы вокруг него можно было впоследствии гнуть рамки для перемычек — достаточно будет длины 150 мм. Угол, вокруг которого будет сгибаться арматура, лучше укрепить металлической лентой. Можно согнуть и прикрепить на угол металлический крепёжный уголок. При этом угол лучше сделать не под 90 градусов, а острее, так как, чтобы получить арматуру, согнутую на 90 градусов, её нужно вначале согнуть чуть сильнее.


Расстояние между брусками следует сделать минимальным — чтобы туда влезала арматура, но и только. Иначе будет получаться большой радиус изгиба, что для большинства элементов нежелательно. Поскольку в разное время на стройке может понадобиться сгибать арматуру разных диаметров, то промежуток между брусками делается под самый большой диаметр арматуры. А при гибке арматуры меньшего диаметра в это же пространство можно вставить металлические пластины. Гнётся арматура так же как и в случае со сварным станком — трубкой или уголком, вращающимся вокруг болта, так же вкрученного в платформу рядом с местом сгиба.

Отрезав прутки арматуры нужной длины и согнув их, можно приступить к созданию арматурного каркаса. Обычно это делается с помощью вязальной проволоки и специальных крючков. Проволку следует выбирать диаметром 1-1,2 мм, она должна быть из отожжёной стали — мягкая. Иначе с ней будет трудно работать, и она будет часто ломаться.

Крючки можно использовать простейшие ручные, в таком случае вязка осуществляется поворотом ручки по небольшой воображаемой окружности.


Держать при этом пальцами металлическую часть крючка не нужно. Существуют так же полуавтоматические крючки, позволяющие вместо вращательных совершать тянущие движения, но они дороже и чаще ломаются. При наличии шуруповёрта, можно приспособить и его, вместо биты вставив изготовленный из кусочка арматуры или гвоздя крючок.

Остановимся на двух основных узлах, используемых при вязке арматурного каркаса. Самый простой и часто используемый узел вяжется следующим образом.

1. Берётся кусочек вязальной проволоки и складывается пополам
2. Согнутую проволоку немного сгибают ещё раз и пропускают вокруг стержней связываемой арматуры, после чего пальцами догибают навстречу друг к другу петлю и два свободных конца. Связать арматуру будет проще, если получившиеся концы проволоки будут равны по длине или петля будет чуть короче, чем свободные концы.
3. Наконец, крючок вставляют в петлю и начинают проворачивать вокруг свободных концов
4. Когда проволока готова будет вот-вот порваться от чрезмерного затягивания, останавливаются. Иначе при обрыве проволоки узел может развязаться.


Второй узел сложнее в изготовлении, но он незаменим там, где к продольной арматуре необходимо привязать первые элементы поперечной арматуры, при фиксации горизонтальных прутков в стеновых каркасах, либо когда нужна более жёсткая фиксация элементов, противостоящая динамической нагрузке.

1. Кусочек вязальной проволоки складывется пополам.
2. Затем он изгибается на 180 градусов, при этом радуис изгиба должен соответствовать радиусу арматуры, вокруг которой узел будет завязан.
3. Петля и сводобный концы на небольшом расстоянии от места сгиба сгибаются ещё раз под углом 90 градусов, чтобы образовалась «арка», в которую попадёт стержень арматуры.
4. «Аркой» проволока укладывается на арматуру, концы пропускаются под привязываемым прутком и загибаются наверх, после чего, наконец, связываются крючком.

Очень подробно и с картинками - https://www.forumhouse.ru/articles/house/3578

Важно отметить, что вязка арматуры необходима только для того, чтобы обеспечить проектное положение прутков арматуры до и во время заливки бетоном. Наличие или отсутствие проволоки в местах пересечения прутков никак не сказывается на прочности готового изделия, она лишь предотвращает прутки от смещения при ходьбе по арматуре и распределению бетонной смеси. В связи с этим совершенно необязательно связывать все 100% пересечений арматуры — Вы самостоятельно можете определить, как часто Вам нужно делать узлы, чтобы каркас дожил в неизменном состоянии до заливки.

Закрепить арматуру можно не только вязальной проволокой, но и пластиковыми хомутами. Особенно они могут пригодиться при вязке каркасов плит, полов и перекрытий, которые не будут перемещаться после связывания с одного места на другое. Неподготовленному человеку работа с пластиковыми хомутами может даться быстрее, но нужно иметь в виду, что коэффициент температурного расширения пластика значительно (для нейлоновых хомутов - в 6 раз, полиамидных — 7 раз) отличается от коэффициента температурного расширения бетона. Это означает, что при нагревании бетон будет испытывать нагрузку на растяжение изнутри. При вязке металлической проволокой подобных усилий не возникнет, потому что коэффициенты расширения стали и бетона практически одинаковы.


При наличии сварочного аппарата и желании использовать именно его, арматурный каркас можно сварить. Однако следует обратить внимание на то, что сваривать допускается только арматуру диаметром от 10 мм и выше, что автоматически накладывает ограничение на сварку многочисленных рамок, изготавливаемых из арматуры с диаметром 6 или 8 мм. Кроме того, в местах сварки из-за локального перегрева сталь отпускается и теряет в прочности до 20%. В этих местах арматура хуже работает на растяжение.

Следует остановиться ещё на порядке стыкования арматуры. Не допускается укладывать в каркас один пруток за другим — их необходимо стыковать в нахлёст.


Длина нахлёста зависит от класса соединяемой арматуры, марки применяемого бетона и прямо пропорциональна диаметру арматуры (d):


Пример: для фундамента со стороной 10 метров необходимо состыковать арматурные прутки диаметром 12 мм класса A-III. Предполагается использование бетона М250. По таблице находим, что нахлёст должен составлять 33 диаметра, то есть 33 х 12 = 396 миллиметров.

Поскольку в строительстве обычно применяются бетоны марки М200 и выше, а арматура — класса A-III, то для простоты запоминания можно применять формулу:
«длина нахлёста равна сорока диаметрам арматуры».

Стыковать арматуру следует в местах, где она менее всего работает на растяжение (об этом лучше спросить проектировщика железобетонной конструкции), а стыки соседних прутков должны располагаться вразбежку.

 

Рамки (хомуты) и «лягушки»

С целью создания пространственных арматурных каркасов применяются разные виды конструкций из арматуры.

Рамки (хомуты) применяются в фундаментах, перемычках, колоннах, армопоясах, ребристых перекрытиях. Важно, чтобы концы прутка, из которого согнута рамка, располагались на разных гранях прямоугольника, то есть чтобы сгибов было 5, а не 4.


Для создания арматурных каркасов плит и перекрытий применяются так называемые «лягушки», позволяющие приподнять одну сетку каркаса над другой на заданную высоту. У «лягушек», расположенных в краевой зоне плиты, лапки отгибаются в одну и ту же сторону. У тех же, что расположены в центральной зоне плиты лапки лучше отгибать в противоположные стороны, чтобы достичь большей устойчивости.


И рамки, и «лягушки» можно заказать в готовом виде в специализированных фирмах, но вообще после непродолжительной практики их легко согнуть и самостоятельно. Но 1 рамку или «лягушку» будет уходить около 1 минуты рабочего времени.

 

Арматурный каркас и бетон

Арматурный каркас располагают на некотором расстоянии от стенок опалубки, чтобы образовался защитный слой бетона, препятствующий преждевременной коррозии арматуры. Согласно старой школе, защитный слой бетона должен иметь толщину в 50-70 мм. Это применимо для высоких и широких бетонных конструкций, таких как плиты и фундаменты. Однако в небольших перемычках, колоннах, полах размеры не настолько велики, чтобы можно было найти по 7 см с каждой стороны.

Кроме того, как известно, прочность железобетонного элемента пропорциональна квадрату его высоты. Если высота элемента увеличится в 2 раза, то его прочность при этом повысится в 4 раза. Но поскольку в строительстве применяют именно железобетон, то в расчёт принимается только высота, ограниченная арматурным каркасом, а защитный слой бетона в расчёт не принимается. В связи с этим в небольших элементах, ограниченных по высоте, имеет важное значение создание минимального защитного слоя бетона, чтобы не терялась потенциальная прочность элемента.

В то же время до бесконечности сокращать защитный слой бетона нельзя, арматура должна быть спрятана внутри и не должна соприкасаться с окружающей средой. Один из заполнителей бетона, щебень, характеризуется фракцией. Поэтому, применяя фракцию 20-40, защитный слой можно уменьшить лишь до 40 мм. Применяя же фракцию щебня 5-20, защитный слой можно уменьшить до 20 мм. Если же в бетон добавить больше песка, то защитный слой можно уменьшить ещё сильнее — до 10 мм.


В таком случае снаружи между арматурным каркасом и опалубкой окажутся камни щебня менее 10 мм в диаметре, а остальное пространство заполнит пескобетон.

Чтобы арматурный каркас занимал положенное по проекту место в течение всего времени бетонирования, его раскрепляют всевозможными пластиковыми приспособлениями. От боковых стенок опалубки арматуру отделяют звёздочками.


А над дном бетонируемой конструкции арматурный каркас приподнимают с помощью «стульчиков» или «грибочков» - пластиковых кружков, на которых на определённую высоту поднята ножка перевёрнутого «гриба».


Можно использовать и подручные материалы — напилить ПВХ-трубки, вместо подставок «грибочков» использовать металлические крышки для закатывания банок. Можно заранее приготовить пескобетонные квадратики нужной высоты.


А вот деревянные подставки под арматуру использовать нельзя.

Используя подставки под арматуру важно не повредить ими нижележащий слой гидроизоляции или плёнки, уложенной для предотвращения утечки цементного раствора в грунт. В таких случаях вместо «стульчиков» с острыми ножками используются «грибки».

Иногда строители поднимают арматурный каркас над землёй, предварительно вбив в неё несколько прутков арматуры. Экономии в этом случае особенной не получается — специальные подставки стоят всего несколько рублей за штуку. А вот вред для прочности бетона наносится, поскольку по выходящим из бетона пруткам будет вверх подниматься вода, замачивать и сам бетон, и арматурный каркас, который подвергнется коррозии и ослабнет со временем. К тому же такой способ не совместим с гидроизоляцией.

Поскольку некоторые бетонные конструкции имеют небольшую ширину, но в то же время требовательны к количеству укладываемой продольной арматуры (таковы, к примеру, нагруженные перемычки), следует так подбирать диаметр арматурных прутков, чтобы между ними свободно проходил бетон.

Пример: Необходимо залить перемычку с суммарным сечением арматуры в растянутой зоне 615 мм². Нужно определить минимальную ширину такой перемычки. 615 мм² — это 4 прутка арматуры диаметром 14 мм. Отступы для защитного слоя бетона по краям примем по 20 мм. Ещё по 6 мм — это толщина рамки. Внутри рамки укладываются прутки, между ними должно быть минимум 20 мм при использовании щебня фракции 5-20. Следовательно, минимальная ширина перемычки с заданным армированием будет:
20 + 6 + 14 + 20 + 14 + 20 + 14 + 20 + 14 + 6 + 20 = 168 мм.

В высокоармированных элементах довольно сложно уложить густой бетон высоких марок. Поэтому ещё в процессе укладки начинают применять вибратор, разжижающий бетон и способствующий проникновению щебня в тесное пространство арматурного каркаса.

 

Опалубка

Из чего делают опалубку и что с ней может произойти во время бетонирования

Только что приготовленная бетонная смесь, даже самая густая и малоподвижная, форму держит плохо, поэтому для изготовления бетонных конструкций заданной формы применяется опалубка. Чаще всего опалубка представляет собой щиты из досок или фанеры, но вообще может быть изготовлена и из любого другого материала, способного выдержать силу распора, оказываемую на неё бетоном. Это могут быть и листы OSB, ЦСП, асбоцементные плиты, листы металлопрофиля (профлист) и даже грунтовые стенки траншеи.

Опалубка бывает съёмной и несъёмной. Соответственно, в случае со съёмной опалубкой в частном строительстве имеет смысл использовать такие материалы, которые впоследствии можно будет использовать повторно. Несъёмная опалубка, как видно из названия, повторного использования не предполагает и остаётся навсегда в теле строительной конструкции. Поэтому актуально применение несъёмной опалубки там, где её роль выполняют уже построенные элементы конструкции. Например, при строительстве домов из газобетонных блоков в качестве несущей конструкции могут выступать колонны и балки, а газобетон — в качестве теплоизолирующего заполнителя железобетонного каркаса. Тогда вместо того, чтобы сначала заливать колонны и строить для этого дорогую опалубку, лучше построить стены. А потом в промежутки между ними залить бетон, закрыв форму колонны лишь с двух сторон.


Для строительства стен и иногда даже фундаментов применяется несъёмная опалубка в виде полых блоков. Стенки блоков выполняют роль опалубки, а внутрь заливается бетон, замешанный вручную. Таким образом можно строить прочные дома, не прибегая к единовременному заказу больших объёмов бетона — в день можно укладывать один ряд подобных блоков. Цокольные этажи таким способом лучше строить только в том случае, когда грунтовые воды ниже уровня пола. А по стенам ограничений нет.

И всё же, чаще всего опалубка делается из досок. Доски дешевле фанеры, их легче обрабатывать. И им легче найти применение после разборки опалубки — они идут на черновые полы, стропильную систему, обрешётку, строительство лесов. Но это — в будущем, а на этапе заливки объёмных конструкций вроде фундаментов и перекрытий закупка досок для опалубки выглядит довольно дорогим мероприятием. В связи с этим подавляющее число застройщиков пытается на опалубке сэкономить — использовать доски потоньше, стойки пореже, укосов поменьше... В то же время, мало кто из застройщиков утруждает себя скрупулёзными расчётами прочности опалубки. Хорошо, если за основу проекта берётся сработавший вариант у соседа или знакомого. Хуже, когда опалубка вообще строится по наитию — это может привести к очень печальным последствиям.

Во время заливки бетона с опалубкой может произойти несколько неприятных вещей: 1. Опалубка может сдвинуться от проектного положения в сторону, тем самым изменяя реальные геометрические размеры изготавливаемой конструкции и всего строения в целом (в случае с заливкой фундамента, например).
2. Опалубка может наклониться, а при отсутствии должного раскрепления даже и завалиться на один бок, полностью уничтожив и себя саму и уже залитый объём бетона. В разумные сроки восстановить опалубку и продолжить бетонирование при такой аварии не представляется возможным.
3. Может произойти всплытие опалубки, если она не будет должным образом прикреплена к грунту или нижележащим строительным конструкциям. Из под опалубки вытечет бетон, который невозможно будет убрать полностью — на место убранного будет вытекать новый. Опустить всплывшую опалубку также невозможно.
4. Опалубку может распереть, если стойки опалубки будут располагаться редко, а доски или другой опалубочный материал, заложенный между стойками, будет слишком тонким. Из-за распора получаются кривые бетонные конструкции, уродующие внешний вид изделия и нарушающие геометрию. В случае с ленточными фундаментами распор нижней части опалубки (наиболее часто встречаемое явление) увеличивает площадь опирания лент на грунт свыше проектных, что может привести впоследствии к неравномерной просадке фундамента и трещинообразованию.
Распор опалубки, кроме того, приводит к повышенному расходу бетона.
5. Распор — первый симптом того, что опалубка сделана недостаточно прочной. Если при появлении распора продолжить бетонирование, то в какой-то момент возможна поломка опалубки — в ней образуется брешь, через которую наружу вытечет бетон. Это серьёзная авария, и не всегда её можно устранить, не прерывая на длительное время процесс бетонирования.

 

Распор, возникающий в опалубке во время бетонирования

Распор — это давление, оказываемое ещё не застывшим бетоном на боковые стенки опалубки. Формула, по которой можно определить боковые давление бетона в нижней части опалубки очень проста:

P = y x h,

где
P – давление на стенки, кг/м²
y – плотность бетона, кг/м³
h – высота бетонируемой конструкции (м), за ноль принимается верхняя поверхность опалубки, а далее высота отсчитывается вниз.

Таким образом у любой опалубки распор будет равен нулю в верхней части, и будет максимальный в нижней части. Чем выше будет опалубка, тем сильнее будет распор и тем более прочную конструкцию опалубки необходимо применять. Причём в нижней части опалубки необходимо применять более толстые доски, чем в верхней. На практике это не осуществимо, поэтому доски сортируют. В низ укладывают доски без сучков, трещин и обзола и стягивают более прочными крепёжными элементами, подпирают брусками. Верхнюю часть опалубки достаточно лишь зафиксировать от возможного наклона или сдвига.

Помимо высоты бетонируемой конструкции, распор зависит также и от дополнительных факторов. Давление будет выше, если:
1. Температура окружающей среды и бетонной смеси будет ниже.
2. Бетон будет подвижнее (жиже).
3. Конструкция будет бетонироваться быстрее.
4. Бетон в опалубку будет подаваться с помощью ёмкостей большого объёма или бетононасосом (увеличение давления на 30-40%)
5. После заливки бетон будет вибрироваться.

 

Типовые схемы опалубки

Приведём некоторые типовые схемы устройства опалубки для самых распространённых бетонных конструкций, возводимых в индивидуальном жилищном строительстве.

1. Опалубка для подбетонки
Подбетонку, то есть выравнивающий основание слой бетона низкой прочности, обычно выполняют толщиной 50-100 мм. В случае, когда толщина подбетонки составляет 50 мм, по её сторонам достаточно уложить деревянные бруски сечением 50х50 мм, скрепить их между собой. Закрепить углы и вбить колышки с шагом 1,5 — 2 метра. Этого будет достаточно, чтобы бруски не сдвинулись во время ручной заливки. В случае заливки из миксера, бетон следует подавать в центр конструкции и потихоньку сдвигать к брускам.


2. Опалубка для фундаментных плит и лент высотой до 300 мм
Опалубка для подбетонки толщиной от 50 мм и плиты толщиной до 300 мм собирается следующим образом. Вокруг будущей плиты укладываются доски толщиной 50 мм и соединяются по высоте между собой стойками с шагом 0,5 — 0,7 метра. В стойки упирают наклонные подпорки из бруска 50х50, которые в свою очередь упираются в землю и вбитый колышек-ограничитель (из бруска 50х50 или доски 25х100).


Также возможна обваловка опалубки грунтом, если это целесообразно с точки зрения трудозатрат как до заливки бетона, так и во время демонтажа опалубки. При этом грунт должен быть тщательно уплотнён, а ширина обваловочной насыпи должна быть больше 0,5 метра. В противном случае возможно доуплотнение грунта во время заливки и, как следствие, расширение заливаемой конструкции.


3. Опалубка для ленточных фундаментов и стен цоколя
Всё, что выше 300 мм, должно укрепляться более тщательно. Обваловка здесь уже не применяется. Толщиной досок можно варьировать. Можно использовать тонкие доски 25х100 и часто стоящие стойки, либо доски потолще (40 или 50 мм толщиной) и более редкое расположение стоек. При высоте опалубки до 80 см схема выполнения укосов остаётся той же, следует только внимательно их монтировать, выставляя опалубку строго вертикально.


При высоте опалубки свыше 80 см укос упирается в верхнюю часть опалубки и выполняет функцию фиксации опалубки в вертикальной плоскости. А распор принимает на себя доска, проложенная горизонтально между стойкой опалубки и колышком.


В любом случае при монтаже опалубки выше 300 мм должны применяться элементы, стягивающие противоположные щиты опалубки. Наиболее простой способ крепления состоит в использовании проволоки толщиной 2 или 3 мм, как правило, сдвоенной. Проволока продевается сквозь щели между досками вокруг стоек, в центр вставляется обрезок арматуры, которым затем закручивают проволоку до создания необходимого натяжения. Чтобы щиты опалубки не сдвинулись по направлению друг к другу больше, чем положено по проекту, применяют ограничители — арматуру, нарезанную в размер ширины ленты/стены, ПВХ-трубки. Дерево применять в этих целях нельзя.


Помимо проволоки при наличии сварочного аппарата можно использовать арматуру в форме буквы «Н», в которой перекладина буквы — это часть арматуры, закладываемая между щитами, а вертикальные чёрточки буквы — это небольшие отрезки арматуры, привариваемые снаружи стоек. Этот способ — один из самых надёжных, но довольно трудоёмкий и требует высокого качества сварки.

Если сварочного аппарата нет, то вместо арматуры можно использовать резьбовые шпильки (штанги). Снаружи на них одеваются кузовные шайбы (обязательно, обычные шайбы под нагрузкой утопятся в древесину стоек), щиты подтягиваются друг к другу гайками. В конструкциях до 0,8-1,0 метра высотой возможно применение обычных гаек по одной с каждой стороны.

При более высоких конструкциях лучше прикручивать по две гайки с каждой стороны, либо использовать гайки со стопорной резиновой прокладкой.

В верхней части опалубочные щиты скрепляются между собой деревянными брусками или обрезками досок — их функция исключительно фиксирующая.

Опалубку ленточных фундаментов можно возводить по высоте строго равной будущему фундаменту, либо чуть выше. В первом случае будет проще загладить поверхность ленты, что значительно упростит дальнейшее строительство стен. Но при этом часть бетона будет выливаться наружу, особенно при заливке с помощью миксеров. Во втором случае опалубка вытекающим наружу бетоном пачкаться не будет, но поверхность ленты будет не такой гладкой.

4. Опалубка перемычек и армопоясов
Для бетонирования перемычек и армопоясов лучше стараться использовать несъёмную опалубку из стенового материала, что в будущем уменьшит теплопотери конструкции. Если же такой возможности нет (например в виду того, что по расчётам проектировщика невозможно снизить ширину перемычки), используется обычная деревянная опалубка из досок либо фанеры. В нижней части опалубку прикрепляют к стенам (в случае армопояса) или доскам, уложенным на дно будущей конструкции (в случае с перемычкой) с шагом 200 — 300 мм. Сверху щиты скрепляются досками или брусками с таким же шагом. Если конструкция стен или перемычек не позволяет эффективно закрепить нижнюю часть опалубки, применяют следующую конструкцию. На щиты накручиваются стойки с шагом 500 мм, поверх обоих щитов кладут брусок 50х50 и скрепляют со стойками. При этом брусок должен быть выпущен за пределы опалубки на длину, равную как минимум высоте опалубки. К нижней части стоек и дальнему концу бруска с обоих сторон прикручивается доска 25х100, установленная на ребро. Такая конструкция эффективно противостоит распору в нижней части опалубки.


5. Опалубка перекрытий
Для заливки перекрытий необходимо подготовить временный деревянный настил, либо настил из профлиста. Для этого сначала устанавливают вертикальные стойки с шагом не более 1 метра (может быть и меньше в зависимости от толщины перекрытия). Металлические раздвижные стойки можно взять в аренду, а деревянные выполняются из доски сечением 50х100 мм. Поверх стоек укладывается такая же доска 50х100 или 50х150, обязательно на ребро. Доска должна быть хорошо зафиксирована от возможного бокового сдвига со стойки.


Наконец, перпендикулярно горизонтальным доскам сверху нашивается настил из досок толщиной 25, 40 или 50 мм в зависимости от толщины перекрытия. Либо укладываются листы металлического профиля. Опалубка будет прочнее, расстояние между стойками можно сделать чуть больше, если каждую доску жёстко фиксировать к горизонтальным доскам, уложенным на стойки, саморезами или гвоздями. Но после заливки перекрытия такую опалубку будет сложнее разбирать.

Поскольку перекрытие во время заливки невозможно нагрузить равномерно, вертикальные стойки в средней части обязательно должны быть раскреплены с другими стойками в обоих направлениях.

При использовании в качестве вертикальных стоек досок следует добиться того, чтобы горизонтальная стойка плотно ложилась на них, не было щелей. В противном случае короткая стойка не примет на себя вес перекрытия, а соседние стойки будут перегружены и могут выгнуться или сломаться. При установке стоек на грунт, обязательно следует подложить под них обрезки доски, распределяющие давление по возможно большей поверхности. Блоки и кирпичи для этих целей не подходят — они трескаются под нагрузкой, что приводит к провисанию стойки и, как следствие, перегрузке соседних. При утоплении стойки в грунте происходит то же самое.

С внешней (боковой) стороны опалубка перекрытия ничем не отличается от опалубки армопояса.

 

Расчёт опалубки

Зная высоту бетонируемой конструкции, можно сравнительно легко рассчитать, какую конструкцию опалубки применить. Рассмотрим порядок расчёта в случае с опалубкой ленточного фундамента (цокольного этажа).

В первую очередь следует определиться с толщиной досок, из которых будут смонтированы щиты. Доски толщиной 50 мм впоследствии можно использовать на опалубку перекрытий, стропильную систему, балки деревянных перекрытий. Доски толщиной 25 мм используются для строительства лесов, обрешётки крыши, настила черновых полов на чердаке. Чем выше лента, тем меньше возможностей использовать тонкую доску. Для строительства опалубки высотой больше 1 метра использование тонкой доски нерационально.

Определившись с толщиной досок, считают максимально возможное расстояние между стойками. При этом необходимо проверить, чтобы доски между стойками не только выдержали распор, но и не прогнулись сильнее некоторого желаемого значения. Расчёт ведут по нижней доске, так как толщина у всех досок одинакова, а сила распора максимальна внизу.

Сечение стойки подбирают исходя из частоты стяжек противоположных щитов опалубки. Зная частоту установки стяжек по вертикали, проверяют стойку на разрушение и прогиб между нижними стяжками.

Наконец, выбирают диаметр стяжек, чтобы они не разрывались и противостояли давлению бетона. На разных уровнях опалубки можно применять стяжки разного диаметра. В низу — самые толстые, сверху — более тонкие.

В случае с опалубкой перекрытия первым делом выбирают толщину доски настила и определяют, с каким шагом должны располагаться лаги под настилом. Далее выбирают шаг вертикальных стоек и сечение горизонтальных досок и проверяют, чтобы горизонтальная доска выдержала нагрузку и не пронулась более допустимого предела.

 

Закладные, укладываемые в опалубку

До заливки бетоном в опалубку можно установить закладные элементы, чтобы облегчить дальнейшие строительные работы.

В фундамент обычно закладывают гильзы для прокладки труб канализации и водоснабжения.


В перекрытии следует оставить проёмы для прокладки вентиляции, канализационного стояка, труб отопления, водоснабжения, электрических кабелей, печных труб.

В качестве гильз можно использовать обрезки пластиковых канализационных или асбоцементных труб. Для формирования проёмов в перекрытиях вместо организации прямоугольников из досок (по размеру проёма) проще на готовый и цельный настил положить пенопласт и придавить его сверху, чтобы он не всплыл во время заливки.

(не забудьте положить сверху что-нибудь тяжёлое)

Размер проёмов, формируемых пенопластом не ограничен — от небольших вентиляционных стояков и проёмов под печные трубы до лестничных проёмов.

В местах расположения армопоясов зачастую впоследствии часто требуется проштрабить канавки для укладки электрической проводки. При этом если к внешнему щиту опалубки армопояса прикрепить пенопласт нужного сечения, то впоследствии штрабить не придётся, достаточно будет ножом выковырять пенопласт. Аналогично устанавливается пенопласт в местах, предназначенных для установки розеток.

Следует упомянуть также о стяжках, используемых для противодействию распору. Проволока и арматура остаётся в теле бетона после снятия опалубки, а шпильки можно вынуть, если до бетонирования одевать их в ПВХ-трубки. При этом нужно обратить внимание на уровень грунтовых вод и оценить опасность замачивания бетона водой. Если опасность велика, то использовать ПВХ-трубки нельзя, их последующее зачеканивание цементным раствором не будет герметичным и не предотвратит попадание воды внутрь. Даже и замоноличенная в бетоне сквозная шпилька или арматура будет пропускать воду. Чтобы этого избежать, до бетонирования по центру шпильки одевают специальный материал (например, продукцию, выпускаемую под торговой маркой «Пенебар»), который при соприкосновении с водой расширяется и не даёт ей пройти вглубь материала.

В местах холодных швов бетонирования, например, в местах стыка плиты и стен цоколя перед бетонированием укладывают гидрошпонку — ленту особенной формы, которая при соприкосновении с водой также расширяется и, таким образом, герметезирует стык внутри бетона.

 

Герметизация и утепление опалубки

При строительстве щитов опалубки из досок между ними неизбежно остаются щели, размер которых зависит от тщательности подгонки и качества стройматериала. Мелкие щели некритичны для бетонирования вертикальных конструкций — через них даже во время вибрирования большое количество цементного раствора вытечь не в состоянии. Но вот крупные щели могут представлять проблему, которую можно решить, обернув щиты опалубки изнутри полиэтиленовой плёнкой.

Опалубку перекрытия необходимо накрывать плёнкой в любом случае, поскольку большое количество даже мелких щелей приведёт к обеднению бетона цементным раствором.

Плёнку, используемую в целях герметизации опалубки, необходимо тщательно крепить степлером, особенно в местах нахлёстов и разрывов, вызванных прокладкой стяжек. В противном случае бетон будет затекать за плёнку, а плёнка, таким образом, окажется в теле бетона и снизит его прочность как единой конструкции.

При монтаже опалубки перемычек, армопоясов возможно образование щелей между щитом опалбки и стенами. Эти щели следует заранее заполнить монтажной пеной. Либо до установки щита следует закрепить на стене сжимаемый материал, который впоследствии прижмётся к стене щитом и не позволит цементному раствору вытечь вниз. Так же можно поступить и в местах примыкания к стенам горизонтального настила опалубки перекрытия.

Иногда ленточные фундаменты заливают прямо в землю, не устанавливая опалубку. В этом случае стенки траншеи обязательно необходимо закрыть плёнкой во избежание впитывания цементого молочка в грунт.

При бетонировании конструкций, стоящих на земле, вокруг опалубки неизбежно скапливается небольшое количество попавшего мимо бетона. Его необходимо очистить с опалубки и с прилегающих к ней 10-20 см сразу же после заливки. Иначе демонтаж опалубки будет значительно затруднён. Особенно это актуально в углах.

Помимо плёнки на стенки опалубки можно закрепить утеплитель, обычно — пенопласт. Он хорошо приклеивается к бетону, что снижает трудозатраты на утепление в последующем. Однако утеплитель не обладает герметичностью и не позволит в будущем эффективно гидроизолировать бетонную конструкцию, поэтому его закладка в опалубку рекомендуется только для тех конструкций, которые не требуется гидроизолировать.