Укладка бетонной смеси

     Перед бетонированием фундамента бетонную подготовку, опалубку и арматуру следует очистить от мусора, грязи, битума, масел и промыть (при положительной температуре) водой. Оставшуюся на поверхности воду нужно удалить. Арматуру нужно очистить от отслаивающегося налета ржавчины. Обращенные к бетону поверхности деревянной опалубки для облегчения распалубки должны быть обильно окрашены известковым или цементным молоком или покрыты гидрофобным составом. В опалубке не должно быть швов или щелей размером более 2 мм, но на практике щели в 1 - 2 см не критичны, а щели менее 2мм практически неизбежны. Потому опалубку лучше всего изнутри выстилать плёнкой толщиной 150 - 250мкм. Если щели небольшие, то подойдёт даже тонкая полиэтиленовая плёнка.

    Бетонную смесь необходимо укладывать и уплотнять таким образом, чтобы арматура было плотно покрыта бетоном со всех сторон. При укладке бетона не должно происходить его расслоение. Опасность расслоения бетона повышается с увеличением высоты свободного сбрасывания бетонной смеси. Стандартной высотой свободного сбрасывания по немецким нормам DIN считается высота в 50 см. При высоте свободного сбрасывания бетонной смеси более 2 м (для декоративного бетона более 1 м) бетонная смесь в любом случае должна подаваться через самотечные трубы, шланги или по желобам.
Пункты 2.10-2.14 СНиП 3.03.01-87 регламентируют порядок укладки бетонных смесей:

• Бетонные смеси следует укладывать горизонтальными слоями одинаковой толщины без разрывов, с последовательным направлением укладки в одну сторону во всех слоях.

• Толщина укладываемого слоя не должна превышать более 125% длины рабочей части ручного глубинного вибратора. Количество слоев определяется высотой сечения фундамента и величиной рабочей части глубинного вибратора – от 35 до 50 см. Сечение высотой до 60 см можно укладывать и вибрировать в один слой. Например, при высоте сечения ленты 70 см бетонная смесь укладывается двумя слоями по 35 см. А при высоте ленты 130 см  бетона смесь укладывается тремя слоями по 43 см.

• Укладка следующего слоя бетонной смеси допускается после уплотнения вибрацией предыдущего слоя и до начала схватывания бетона предыдущего слоя (1-2 часа).

• Процесс бетонирования прерывать нельзя, бетонировать весь фундамент крайне желательно за один прием.

• В случае крайней необходимости (крайне нежелательной для прочности сооружения) при необходимости устройства рабочего шва при перерыве в бетонировании более двух часов, поверхность плоскости шва должна быть перпендикулярна продольной оси ленты фундамента (а не под углом 45° как делают многие строители). Шов должен располагаться в пределах средней трети пролета ленты.

• Возобновление бетонирования возможно по достижении бетоном прочности не менее 1,5 МПа, так как при прочности ниже 1,5 МПа дальнейшая укладка бетонной смеси приводит к нарушению структуры ранее уложенного бетона в результате динамического воздействия вибраторов. При нормальных условиях (температура + 15 +20°С) бетон набирает прочность 1,5 МПа примерно за 8 часов.

• Для лучшего сцепления ранее уложенного бетона со свежим рабочие швы по горизонтальным и наклонным поверхностям очищают от цементной пленки струей воды или воздуха, металлической щеткой, смачивают  и покрывают соединительной смесью: цементным раствором с мелкозернистым заполнителем слоем толщиной 1,5-3 см.

При бетонировании во время дождя бетонируемый участок должен быть защищен полиэтиленовой пленкой или передвижным навесом от попадания воды в бетонную смесь. Бетон, размытый дождем, следует заменить с последующим повторным уплотнением вибрированием.

Вибрирование бетонной смеси

    Плотная структура является признаком хорошего бетона. Без окончательного уплотнения бетон не может достичь основных свойств жесткого бетона, так как во всех правилах бетонной технологии и основах проектирования предусмотрено полное уплотнение свежеуложенной бетонной смеси. 

     Кроме этого, для применения вибрации при укладке бетона есть еще  два существенных повода.

• Во-первых, вибрация позволяет уменьшить пористость бетонного камня. Содержание воздуха в бетоне составляет примерно 1-2% от объема бетонной смеси. Чем больше в бетоне воздуха, тем больше образуется в бетонном камне пор и тем ниже его прочность и водонепроницаемость. Прочность бетона одного и того же класса уложенного с вибрацией и без нее может существенно отличаться. Снизить содержание воздуха в бетонной смеси и уплотнить ее можно при помощи вибрации. Вибрационные колебания распространяются радиально и, в меньшей степени,  в соосном наконечнику направлении. При воздействии на бетонную смесь механических колебаний высокой частоты и малой амплитуды повышается подвижность бетонной смести, при которой пузырьки воздуха поднимаются к поверхности и выходят из бетона.

• Во-вторых, хотя для получения хорошей однородной структуры бетонного камня, бетонная смесь должна обладать достаточной вязкостью для недопущения ее расслоения, в момент укладки текучесть смеси бетонной смеси должна повышаться, чтобы обеспечить ее равномерное заполнение всей формы опалубки.  Кратковременного повышения текучести достигают при помощи вибрации, которая кратковременно разрушает коагуляционные структуры в бетоне и бетонная смесь начинает течь. Также вибрация обеспечивает сближение частиц бетонной смеси под действием силы тяжести.

 Для пластичной бетонной смеси марки П3 используют ручные глубинные вибраторы со встроенным электродвигателем или с гибким наконечником. Для более жидкого бетона при отсутствии вибратора можно применять метод штыкования металлическими стержнями (арматуры).

     При укладке бетона в узких элементах, таких как стены или лента фундамента, до начала схватывания бетона через 1 час после укладки проводится дополнительное повторное уплотнение бетонной смести вибрированием. Уплотнение монолитного бетона производится с помощью глубинных вибраторов. Как было сказано выше, при укладке бетона слоями, каждый слой уплотняют вибрированием. Для этого рабочий наконечник включенного ручного глубинного вибратора погружают в бетонную смесь под углом 30-35° таким образом, чтобы конец его рабочей части прошел через границу раздела «старого» и «нового» слоев укладываемого бетона на 5-10 см.  Вибрации вызывают перемещение и уплотнение частиц бетонной смеси, осаждение зерен уплотнителя и вытеснение воздуха.  За счет всех этих движений в составе бетонной смеси граница раздела между слоями исчезает.

    При уплотнении рабочий наконечник глубинного вибратора быстро погружают  на требуемую глубину и медленно вынимают. При этом поверхность бетона должна закрыться. Видимые зоны воздействия вибратора (концентрические круги) должны перекрываться как минимум на 10 см или шаг перестановки наконечника вибратора должен быть равен 1,5 радиуса их действия.

Признаками достаточного уплотнения бетонной смеси  считаются:  

• Бетонная смесь перестает оседать.

• На поверхности появляется цементное молоко с мелкозернистым песком.

• На поверхность не поднимаются воздушные пузыри.

• После вынимания рабочего наконечника вибратора поверхность бетона быстро закрывается.

    Если после вынимания наконечника вибратора отверстие не заполняется бетонной смесью, то это может означать, что продолжительность вибрирования была не достаточной, консистенция бетона оказалась слишком густой или уже началось схватывание бетона. 
    Недопустимо распределять бетонную смесь в опалубке с помощью наконечника вибратора, опирать наконечник на арматуру и элементы крепления опалубки. В случае обнаружения деформации или смещения опалубки бетонирование должно быть прекращено, и опалубка должна быть исправлена до начала схватывания бетона.

  Вибраторы, конечно же, как и любой другой инструмент, бывают разные, разной производительности, размера, гибкие и не гибкие, с длинным шлангом и коротким. Мы использовали два вибратора самой дешёвой ценовой категории, см. на картинке слева. Один из них вышел из строя после двух фундаментов, что впрочем, неудивительно. Вибронаконечник у вибраторов является расходным материалом и срок службы у него очень невысок - около 100 часов работы. Чем больше диаметр булавы вибратора - тем большая у него производительнось, но диаметр булавы не должен быть больше 0,75 расстояния между рядами арматуры. В таблице слева я привёл несколько типовых характеристик вибронаконечников. При работе с вибраторами следует знать такой нюанс, что иногда вибронаконечник не вибрирует, хотя двигатель работает - тогда нужно слегка ударить наконечник об землю, он заработает. Это не "народный метод", как может показаться, а вполне штатный режим работы, описываемый на сайтах производителя. Виброголова имеет сложное устройство с планетарным механизмом и муфтой сцепления - иногда ей нужно помочь сцепиться. Время вибрирования смеси ориентировочно можно брать из таблицы характеристик вибронаконечников. Например, если диаметр булавы 51мм, то производительность такого наконечника - 6,6 кубометров бетона в час. Если у вас ростверк сечением 40х60 см, то за 1 час вы должны провибрировать 27 погонных метров, или 2,2 минуты на метр. С учётом того, что радиус действия булавы 300мм, вам понадобится погружать булаву 4 раза на метр - получается не менее 30 секунд каждое погружение. Однако, времени может понадобится больше, если не успевают выполниться признаки достаточного уплотнения, описанные выше.