В частном домостроении никто не будет заливать бетон в опалубку, если в котловане или траншее стоит вода. Уровень грунтовых вод – один из главных показателей проведения бетонных работ. Но вот в промышленном строительстве подводное бетонирование – это нормальная строительная операция. Ведь надо же как-то строить пирсы, волнорезы и другие гидротехнические сооружения.
В настоящее время строители пользуются двумя технологиями заливки бетона под водой:
- При помощи свай.
- Кессонный вариант.
Оба способа будут подробно рассмотрены далее.
Свайный способ
Для этого обычно используют специальные сваи, которые забиваются в дно водоема. При этом сами сваи представляют собой железобетонные столбы, которые соединяются между собой замком паз-шип. Такие замки используются для соединения шпунтованных половых досок, ламината и других строительных материалов. Поэтому сваи носят название шпунтованные.
Герметичность замок не создает, поэтому через него вода свободно проникает внутрь опалубки. Но это не мешает производить бетонирование под водой. Потому что в данном строительном процессе используется особый вид бетона, к тому же он, если так можно выразиться, полуготовый.
Как правильно приготовить бетонный раствор
Для этих целей готовят два вида раствора: насыщенный и ненасыщенный. Друг от друга они отличаются рецептурой. Ненасыщенный бетон изготавливается из 6 объемов щебня и 1 объема цемента. Насыщенный состоит из 7 объемов щебня и 2 объемов портландцемента.
Самое важное, что оба вида должны выдерживаться на воздухе, чтобы немного превратиться в твердую массу. Только таким образом можно избежать размывания смеси, что приводит к большим расходам материала.
Первый раствор должен на воздухе выдерживаться 5 часов, второй 3 часа. Обратите внимание, что бетон не должен лежать на солнце, поэтому его укладывают под навес и закрывают брезентом. Кстати, ветер также снижает его качественные характеристики.
Правила заливки
Почему готовят два вида? У них разная прочность. Насыщенный бетон более плотный и прочный, поэтому его закладывают около опалубки. А вот из ненасыщенного вида производится заливка ядра конструкции.
Есть во всем этом деле один очень тонкий момент. Понятно, что за один раз залить всю бетонную конструкцию не получится. Заливка бетона в воду – процесс поэтапный. Поэтому придется строго контролировать две строительные процедуры: замес бетонного раствора и его заливку в опалубку.
Необходимо следить, чтобы раствор, который заливается первым, был еще в полужидком состоянии, то есть еще до конца не затвердел. Потому что заливаемый сверху него замес должен хорошо с ним скрепиться.
Если нижний слой уже превратился в камень, то верхний ляжет на него, как на твердое основание. Монолитность конструкции будет нарушена. Любое колебание создаст напряжение по стыковочному слою. Минимально – это трещина, которая будет все время расти. Максимально – моментальный излом конструкции.
Подготовительные работы
Нельзя просто так провести бетонирование в воде, не проведя подготовительных работ. Что относится к этому этапу?
Во-первых, необходимо исследовать дно водоема, где будет производиться бетонирование. Оно должно быть прочным и без каменных вкраплений. Если на дне лежат камни, то огороженный сваями участок необходимо заполнить щебнем так, чтобы камни скрылись в его слое.
Во-вторых, может произойти утечка бетонного раствора даже через щебенчатый слой. Поэтому дно покрывается плотной тканью. Это может быть парусина или брезент. Обратите внимание, что ткань укладывается таким образом, чтобы можно было ею закрыть и часть опалубки. То есть должно образоваться своего рода корыто.
Эта технология используется в местах, где нет большого течения и сильных волн.
Кессонный способ
Этот вариант бетонирования под водой используется в тех случаях, если в водоеме есть сильное подводное течение и всегда присутствуют волны. Поэтому основной упор делается на сооружение опалубки. Ее обычно изготавливают из металла.
Здесь два варианта, которые друг от друга отличаются видом опалубки. Если бетонируется небольшой участок, то можно установить уже готовую конструкцию, опустив ее на дно с помощью подъемного крана. Если необходимо провести бетонные работы большой территории, тогда проводится сборка кессона.
Монтаж опалубки
Для этого выкапывается на дне траншея или котлован, которые засыпаются кулями (мешками) с бетонным раствором. Это будет дно новой конструкции. Раствор в кулях застынет и превратится в монолит.
После чего по всему периметру устанавливаются металлические сваи, которые изнутри обшиваются или деревянными досками толщиной 50 мм, или металлическими листами толщиной 8-10 мм. Обратите внимание, что сваи устанавливаются с небольшим уклоном во внешнюю сторону. Это делается с одной-единственной целью – создать откосы котлована или траншеи.
При этом сваи между собой стягиваются специальными металлическими прутами, которые будут создавать жесткость всей конструкции. А для того чтобы уклон свай не нарушился, их крепят ко дну водоема при помощи тросов и якорей. В общем, своими руками такую конструкцию не собрать. Здесь необходима специальная техника с персоналом и много времени.
Как заливается бетонный раствор
Так как этот вариант используется для глубоководного сооружения, подводное бетонирование производится по специальным трубам. С двух их концов установлены клапаны. Верхний открывается, когда раствор подается внутрь приспособления. Затем он закрывается, а открывается нижний клапан, через который бетон подается по месту назначения.
При этом внутри трубы создается определенное давление, под действием которого смесь выдавливается наружу, заливая необходимый участок. Таким способом можно выполнять работы на глубине 30 м.
Как видите, проводить бетонирование в воде можно. Но это касается промышленного строительства. Вначале уже упоминалось, что редко кто из частных застройщиков своими руками рискнет проводить бетонные работы в воде. Хотя такие технологии есть.
Работы с бетоном в воде для частного домостроения
Есть несколько вариантов, которые можно использовать в частном домостроении.
Устройство с помощью мешков
Самый простой вариант – это использовать мешки с бетонным раствором по типу кессонного варианта. Делаете насыщенный раствор, заполняете им мешки и опускаете их в подготовленную траншею или котлован. Заполняете выше уровня грунтовых вод.
Но тут возникает вопрос, застынет ли бетон в воде? Даже и не сомневайтесь, застынет обязательно. Тот, кто уже сталкивался с бетонными работами, знает, что любую бетонную конструкцию надо поливать водой, чтобы придать ей необходимую прочность. Недостаток влаги снижает качественные характеристики.
В таком состоянии мешки с раствором должны пролежать не меньше месяца. После чего устанавливается опалубка и заливается, к примеру, фундамент по классической технологии.
Капиллярная технология
Это более сложный вариант, он носит название – восходящий раствор. Вся суть данной технологии заключается в том, что жидкий бетонный раствор, изготовленный на основе цемента и песка (нередко используется и водный раствор цемента с пластификаторами и без таковых), подается в заранее подготовленную подушку. Делается это так.
Во-первых, выкапывается траншея или котлован, куда равномерно по площади устанавливаются металлические трубы диаметром 40-100 мм. Во-вторых, производится засыпка щебня сверх уровня грунтовых вод. Обратите внимание, что в данном случае используются разные фракции материала. Их можно просто смешать.
Теперь через трубы заливается цементный раствор, который будет заполнять собой пространство между элементами щебеночного слоя. При постепенном заполнении трубы поднимаются так, чтобы раствор равномерно заполнил все пространство будущего фундамента.
Сложность всей строительной операции заключается в том, что для ее проведения придется использовать подъемный кран. Но и это не самое сложное. Здесь важно контролировать подачу раствора. А так как трубы будут подниматься все выше и выше, то придется сооружать постамент или любую другую конструкцию, которая бы возвышалась над строительной площадкой. Хорошо, если данная конструкция будет мобильной. Это упростит ее перемещение.
Вода – важный компонент для приготовления строительных растворов для возведения конструкций и отделки. Не секрет, что для затворения цемента подходит не любая жидкость, а соответствующая определенным требованиям. Мы расскажем, какой должна быть вода для бетонов и строительных растворов и почему нельзя использовать жидкость из любого водопроводного крана.
Проблема выбора источника
Бетонные и другие растворы на цементе отличаются прочностью готового изделия или покрытия. Это свойство обеспечивается особой структурой, которая образуется в результате гидратации и химических реакций компонентов смеси между собой. На характеристики материала оказывает воздействие минералогический состав раствора, который подбирается тщательным образом.
Влияние воды на марку бетона нельзя недооценивать – жидкость может как способствовать приобретению прочности и других проектных параметров, так и значительно их снизить из-за наличия таких компонентов в составе:
- Вода с минералами в избыточном или недостаточном количестве может снижать скорость твердения, итоговую прочность, препятствовать образованию молекулярных связей в структуре камня.
- Органические загрязнения (ил, плесневелые грибки) вредят бетону фактически и в перспективе: они мешают минеральным компонентам вступать в реакцию и качественно кристаллизоваться, со временем во влажной среде органика развивается и разрушает изделие по всему объему.
Соответственно, использовать можно только воду, которая соответствует государственным нормативам, то есть из водопроводов, но проверенных лабораторно: к сожалению, действительно хорошая жидкость доходит до потребителя редко из-за плохого состояния проводных магистралей. То же относится к промывке наполнителей и поливке молодого твердеющего бетона.
Стандарт
Качество воды для бетонов и растворов регламентирует специальный ГОСТ 23732-2011 «Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия». Документ устанавливает ограничения по наличию в среде минералов и химических соединений (таб. 1 ГОСТа):
ГОСТ подробно описывает, какая вода для бетона, а также критерии для оценки ее качества при предварительных испытаниях (таб. 3 настоящего стандарта):
При наличии удобного источника водопровода перед использованием ресурса проводят обязательный анализ и сравнивают полученные показатели со значениями из таб. №3. При их соответветствии вода поступает в работу для замеса бетона и продуктов на основе цемента.
Влияние химических соединений на качество бетона
В бетоне много воды – от 155 литров на 1 м 3 , в зависимости от фракции щебня, песка, ожидаемой марки камня. Жидкость взаимодействует с каждой песчинкой и пылинкой цемента, поэтому ее качество оказывает влияние на весь объем будущей конструкции. Как химические соединения в воде влияют на свойства бетона, если пренебречь установленными нормами ГОСТа?
- Сахара и фенолы отсрочивают твердение бетона и сильно ухудшают его качество. Нормируемое содержание этих веществ – 10 мл/литр;
- Нефтепродукты образуют водонепроницаемую пленку на частичках вяжущего;
- Поверхностно-активные вещества (мыльные остатки) также обволакивают компоненты. В отличие от присадок-улучшителей, дают только замедление твердения;
- Растворимые соли сульфат-ионов и хлор-ионов кристаллизуются в порах бетона, приводят к коррозии камня и арматуры. По этой причине воду из моря использовать категорически запрещено.
Сточные, болотные и речные воды использовать для затворения бетонов и цементов можно, но только после очистки и проверки санитарно-эпидемиологической станцией.
Количество воды
Водосодержание бетона часто застает врасплох обывателей: сколько жидкости нужно для замеса раствора оптимальной подвижности? Тем не менее, знать это нужно, ведь вода находится в теле конструкции долгое время – гидратация может происходить в течение нескольких месяцев, необходимо обеспечить нормальные условия для этого.
В сводной таблице представлен технологический расход воды на куб при производстве бетона:
От чего зависит расход воды в бетоне:
- Фракция песка и щебня;
- Марка цемента и его тип;
- Ожидаемая марка бетона.
Объем воды в бетоне не должен превышать норму – в погоне за пластичностью можно легко потерять качество, избыток жидкости тормозит гидратацию цемента, а ожидаемую прочность бетон не наберет. Соответственно, добавлять ее при замесе сверх нормы нельзя.
Слишком малое водосодержание бетонного раствора не даст перемешать компоненты должным образом, а пластичность у такого будет минимальной.
Чтобы получить бетон с хорошей пластичностью и удобоукладываеомстью, используйте специальные пластификаторы!
Дробное дозирование и добавление воды в миксер
Ещё одна ситуация, периодически возникающая на стройплощадке и тянущая за собой массу проблем — это добавление воды в «бочку» миксера для увеличения подвижности чрезмерно загустевшей бетонной смеси.
Мотивацию рабочего персонала, делающего это, понять можно: миксер с бетоном долго добирался до стройплощадки, смесь загустела и её очень тяжело укладывать и растягивать по всему объёму конструкции. Ход их мыслей прост: водитель миксера добавляет воды в бочку, раскручивает её и подвижная смесь очень легко укладывается в опалубку и не требуется долго разгонять бетон по поверхности лопатами и вибробулавами.
У этого действия есть очень неприятная обратная сторона: разбавленный водой бетон сразу же теряет прочность (один или более классов вниз), начинается расслоение смеси: щебень опускается вниз, цементное «молочко» всплывает наверх; затвердевающая бетонная поверхность начинает покрываться трещинами.
Проверка прочности такого бетона лабораторией, как правило, выявляет несоответствие проектному классу. После этого начинается выяснение отношений и взаимные обвинения между застройщиком и производителем бетона. Застройщик предъявляет претензию производителю, что его бетон не соответствует заявленному классу прочности. Производитель же бетона обвиняет людей, принимающих его бетон в нарушении технологии укладки.
Для недопущения подобных ситуаций бригадирам и мастерам необходимо внимательно следить за людьми, принимающими бетонную смесь и не допускать добавление воды в миксер.
Для увеличения подвижности загустевшей смеси использовать метод дробного дозирования пластифицирующей добавки. Методику дробного дозирования может предоставить лаборатория, методика указана в карте подбора бетонной смеси. Суть её заключается в том, что вместо воды в миксер добавляется пластифицирующая добавка, которая увеличивает подвижность бетонной смеси, не ухудшая качества.
Добавку можно приобрести самостоятельно и развести в ёмкости на стройплощадке или запросить у поставщика бетона. Во втором случае обычно водители миксеров привозят с собой небольшую ёмкость с добавкой.
Небольшими порциями (обычно достаточно нескольких литров на 5-9 м3 бетонной смеси) добавка выливается в бочку миксера, размешивается там и смесь приобретает нужную подвижность. После этого смесь можно укладывать в опалубку без потерь качества бетона.