Современные отделочные материалы

Материалы, применяемые при строительстве фундаментов и подвалов

Арматура. Для армирования железобетонных кон­струкций применяют стержневую и проволочную арматуру гладкого и периодического профиля и кана­ты из низкоуглеродистых и низколегированных ста­лей, упрочненных закалкой с прокатного нагрева, холодной или теплой деформацией.

Армирование железобетонных конструкций осу­ществляют проволокой, отдельными стержнями, сет­ками и пространственными каркасами (рис. 39).

Бетон - композиционный материал, получаемый формованием и твердением рационально подобран­ной бетонной смеси, которая должна обеспечить бето­ну к определенному сроку заданные свойства: проч­ность, водонепроницаемость, морозостойкость и др. В состав бетонной смеси входят: вяжущее веще­ство, вода, заполнители и специальные добавки. Бетонная смесь должна удовлетворять двум важней - 112
Шим требованиям: об­ладать хорошей удобо- укладываемостью, со­ответствующей при­меняемому способу уп­лотнения и сохранять при транспортирова­нии и укладке одно­родность, достигнутую при приготовлении. В правильно подобран­ной бетонной смеси рас­ход цемента составляет 8-15 %, а заполните­лей-80-85 % (по массе).

В зависимости от плотности бетоны дифференцируют на: Особо тяжелые (плотность более 2500 кг/м3), изготовляемые на особо тяжелых заполнителях (барит, магнетит, чугунный скрап); их применяют для специальных защитных конструкций;

• тяжелые (плотность 2200-2500 кг/м3), изготов­ляемые на песке, гравии, щебне из тяжелых горных пород; применяют во всех несущих конструкциях;

• облегченные (плотность 1800-2200 кг/м3) бето­ны применяют преимущественно в несущих кон­струкциях;

• легкие (плотность 500-1800 кг/м3) бетоны в свою очередь классифицируют на:

А) легкие бетоны на пористых природных и искус­ственных заполнителях;

Б) ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон), состоящие из смеси вяжущего, воды, тонкоди-

113

Сперсного кремнеземистого компонента и преоб­разователя;

В) крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плот­ном или пористом крупном заполнителе без мелкого заполнителя;

• особо легкие (плотность менее 500 кг/м3) - ячеи­стые и на пористых заполнителях, используемые в качестве теплоизоляции.

Составляющие бетона:

• в качестве мелкого заполнителя в бетоне исполь­зуют песок. Следует обратить внимание, что мелкие частицы (пыль, глина, ил) увеличивают водопотреб - ность бетонной смеси и расход цемента. Песок очи­щают от мелких примесей путем промывки;

• крупным заполнителем в бетоне служит гравий, щебень с размером зерен 5-70 мм. При бетонирова­нии массивных конструкций крупность щебня можно увеличить до 150 мм.

Как мелкий так и крупный заполнители должны быть обязательно проверены на содержание есте­ственных радионуклидов;

• вода, используемая для затворения бетонной смеси и поливки бетона, должна быть свободна от вредных примесей, которые препятствуют схваты­ванию и твердению вяжущего вещества. Рекомен­дуется применение водопроводной или природной воды естественных водоемов, рек; воды, имеющей водородный показатель рН не менее 4, содержащий не более 5000 мг/л минеральных солей, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л. Не допускается при­менение болотной, сточной бытовой и промышлен­ной воды без предварительной очистки.

В индивидуальном строительстве при приготовле­нии бетонной смеси в домашних условиях рекомен­дуется примерный состав по объемным частям: 114

1 часть цемента, 2 части песка, 2 части щебня, 0,7 час­ти воды. Полученная смесь не должна быть слишком подвижной, чтобы не произошло ее расслоения.

Недостаток бетона, как и любого каменного мате­риала, низкая прочность на растяжение (в 10-15 раз ниже прочности на сжатие). Этот недостаток ликви­дирован в железобетоне, где растягивающие напря­жения воспринимает арматура. Близость коэффици­ентов температурного расширения и прочное сцепле­ние обеспечивают совместную работу бетона и сталь­ной арматуры в железобетоне, как единого целого. В силу этих преимуществ бетоны различных видов и железобетонные конструкции из них являются осно­вой современного строительства.

Бетонные блоки. Из бетонных стеновых блоков и железобетонных плит-подушек выполняют сборные ленточные фундаменты. На рис. 40 приведен размер стеновых блоков и фундаментных подушек.

Совет

В целях сокращения расхода бетона и уменьшения веса блоки стен подвала изготовляют пустотелыми, с узкими сквозными пустотами шириной не более

115

40 мм (рис. 42). В насыщенных водой грунтах пустоте­лые блоки неприменимы, так как в пустотах может ска­пливаться вода, которая при замерзании разрушит тон­кие стенки блоков.

Бутовый камень (бут) - куски камня неправильной формы, размером не более 50 см по наибольшему измерению. Бутовый камень бывает рваный - непра­вильной формы и постелистый. Его получают разра­боткой местных осадочных и: изверженных пород, отвечающих проектным требованиям в отношении прочности, морозостойкости и водостойкости. Применяется бут в качестве заполнителя для кладки фундаментов. Исполь­зуемый на строитель­стве дома бутовый камень должен быть чистым, без трещин, расслоений и других дефектов. Качество бута определяется нанесе­нием по нему ударов молотком. Если камень издает чистый звук и не рассыпается - он годен для строитель­ства.

Бутобетон применя­ется для устройства фундаментов. Запол­нителем обычно слу­жит камень из карье­ров, крупный гравий, щебень, кирпичный бой и т. п.

116

Заполнитель укладывают слоями толщиной по 20-25 см. Каждый слой поливают раствором нужной марки, а затем плотно трамбуют.

Гидро-8 - гидроизолирующая смесь на основе порт­ландцемента марки 400 и минеральной расширяю­щейся добавки ИР-1. Предназначен для производ­ства водонепроницаемых растворов, бетонов и желе­зобетонных конструкций, применяющихся без допол­нительной гидроизоляции.

При применении цемента Гидро-S вместо обычного цемента в бетонах, железобетонных конструкциях,

Размеры 5поков в поперечном и продольном сечениях, мм

ФП-в 800

Ар

Ц Ґ°Г И™ .15 Я. V-'2'2

2,1 1,05

Ф-16 ,5 Ф-16/2

BESBS

2360 [

SAP 900 S40

75"

2000

10 7Ь0, 900 7Ь0 10

Г

2400

Рис. 41. Размер стеновых блоков

Штукатурных раство­рах повышается его мо­розостойкость на 25- 30 %, прочность - на 10 %, водонепроницае - мость-до0,8-1,2 МПа (до 12 атм/см[1]Иболее).

Используя гидрои­золирующую смесь бетоны и растворы приобретают свойство «самозалечивания» несквозных и сквозных трещин, незначительных дефектов. При появлении на бетоне трещин шириной раскрытия до 0,8 мм в результате механических воздействий, через них начнет проса­чиваться вода, и через 3-10 дней эти трещины закро­ются и протечки воды самоликвидируются.

Гидро-S применяется при наличии грунтовых вод в фундаментах, очистных сооружениях, бассейнах, подземных гаражах, подвалах, в ванных комнатах, при ремонте сырых и затапливаемых помещений, выполненных из железобетонных и бетонных бло­ков, сборных и монолитных железобетонных кон­струкций, природного и искусственного камня.

Совет

Ницаемому покрытию. Для этого используют кладоч­ную или монтажную сетку из проволоки диаметром 2-4 мм и размерами ячейки от 5 до 20 см. Сетка должна быть отнесена от несущей конструкции не менее, чем на 5 мм. Недопустимо на поверхности арматуры наличие масла или масляной пленки.

Для получения водонепроницаемых бетонных или железобетонных конструкций изготавливают бетон по обычной технологии с содержанием вместо цемента, смеси Гидро-S в количестве 400-550 кг/м3. В особо ответственных конструкциях - до 600 кг/м3. Песок, гравий, щебень для приготовления бетона должны быть чистыми, без органических и глинистых включе­ний. Гравий или щебень в основной своей массе долж­ны состоять из фракций размером 10-30 мм. Необходимо тщательное перемешивание бетона в тече­ние 7 минут после затворения водой, а при укладке - обязательное вибрирование. При производстве бетон­ных работ обязательное армирование устанавливается либо конструктивно, либо по расчету. Для полов при­меняют каркасы из арматуры диаметром 10-12 A-III с размером ячейки 20-25 х 20-25 см.

После изготовления конструкции ее необходимо поддерживать во влажном состоянии и оберегать от пересыхания в течение 10-14 дней. Если имеется воз­можность резервуар или бассейн рекомендуется заполнить водой не ранее, чем на 3-4 день после бето­нирования.

Примерный состав бетона: цемент Гидро-S - 50 кг, песок - 67 кг, щебень - 100 кг, вода - 20,7 кг, соот­ношение воды и цемента В/Ц - 0,46. Количество воды подбирают в зависимости от требуемой жестко­сти смеси. Лучший эффект водонепроницаемости дают жесткие смеси - 0,4-0,5 от веса цемента Гидро-S. Возможно изготовление других марок бетона, но не ниже марки 300, заменяя обычный цемент на Гидро-S. Полная водонепроницаемость наступает на 28-е сутки твердения в естественных условиях.

Работы производят при температуре не ниже +5 °С. Использование химических реагентов для бетониро­вания в зимних условиях категорически запрещено.

Для получения водонепроницаемого штукатурного раствора одну часть цемента Гидро-S (400-500 кг/м3 в зависимости от требуемой марки) смешивают с 2- 3 частями мытого, без органических и глинистых включений песка, модуль крупности которого 0,63- 1,5 мм в основной своей массе - 1000-1500 кг/м3, на особо ответственных участках фильтрации и проса­чивания воды - с одной частью песка - 500 кг/м3, добавляют воду из расчета 0,4-0,45 от массы цемента Гидро-S и тщательно перемешивают 7 минут.

Раствор наносят вручную, либо с помощью раство - ронасоса. Толщина нанесения слоя раствора должна быть не менее 2-3 см. Возможно нанесение 2-3 слоев раствора после схватывания каждого предыдущего слоя. В случае появления усадочных трещин на 2- 3 день после нанесения, их необходимо тщательно затереть или заштукатурить тем же составом.

Внимание

Водой образует щелочную реакцию, что может вызвать раздражение глаз и кожи, поэтому для защиты кожи рук используют резиновые перчатки. При случайном попадании материала на кожу или в ріаза необходимо промыть их большим количеством чистой воды.

Цемент Гидро-S упакован в пятислойные крафт-мешки весом 40 кг, или в двухслойные поли­этиленовые мешки весом 20, 40 и 50 кг. Каждый мешок имеет этикетку или текст с названием и крат­кой инструкцией по применению и хранению.

Хранят цемент Гидро-S в прохладном сухом месте. Срок хранения - 12 месяцев со дня изготовления.

Гравий имеет окатанную форму и гладкую поверх­ность. Размер колеблется от 5 до 70 мм. Гравий разме­ром по длине от 5 до 20 мм называют мелким, от 20 до 40 мм - средним и от 40 до 70 мм - крупным. Получают гравий просеиванием рыхлых осадочных пород, в необходимых случаях применяют промывку для удаления содержащихся в его составе вредных примесей - пыли, глины, слюды.

Гранит - облицовочный декоративный материал. Граниты разнообразны по цвету, зависящему от окра­ски полевых шпатов, которые бывают белыми, серы­
ми, розовыми, красными, желтыми. Гранит отлича­ется малой пористостью, вследствие чего значитель­но велика его морозостойкость, высоким сопротивле­нием истиранию, высокой механической прочностью при сжатии (120-250 МПа). Применение гранит находит в облицовке цоколей домов, иногда исполь­зуется в качестве щебня для морозостойких и высо­копрочных бетонов.

Железобетон - композиционный строительный материал, объединяющий бетон и стальную арматуру. Благодаря арматуре этот материал способен работать на растяжение, что позволяет значительно облегчить элементы строительных конструкций. Железобе­тонные конструкции подразделяют на сборные и моно­литные. Сборные железобетонные конструкции мон­тируют на строительной площадке из отдельных эле­ментов, изготовленных в заводских условиях. Для сборных железобетонных конструкций применяют все основные виды бетона: тяжелый, легкий на пори­стых заполнителях и ячеистый. Монолитные железо­бетонные конструкции бетонируют на месте строи­тельства. В последнее время значительно расшири­лось применение моно­литного железобетона (рис. 43).

Для улучшения свойств растворов и бетонов часто исполь­зуют пластификаторы и другие добавки. Некоторые из них при­водятся ниже.

«Isola FM-86/8; С-3» - суперпластификато­ры, повышающие плот - 122
ность бетона на 30-40%, используются в монолитном строительстве, при устройстве фундаментов, стяж6к •

Добавление суперпластификаторов способствует повышению морозостойкости в 2 раза, экономии цемента на 20% по сравнению с обычным портланд­цементом без добавки, они совместимы с другими жидкими добавками. Суперпластификаторы обеспе­чивают удобоукладываемость смеси, она легко при­нимает заданную форму. Суперпластификаторы являются экологически чистыми продуктами. Расход - 1 л на 50 кг сухой смеси.

«Isola iso-frost» - противоморозная добавка, предна­значенная для укладки бетонной и растворной смеси при низких температурах до -15 °С. Сочетается с жидкими суперпластификаторными и воздухововле - кающими добавками. Экологически чистый продукт.

«Isola rf-505; Іраеа» - жидкая воздухововлекаю - щая добавка для приготовления раствора и бетона повышенной тепло - и шумозащиты фундаментов, полов, стен, потолков. Благодаря добавке Isola в 2 раза повышается морозостойкость, стойкость про­тив расслоения по сравнению с обычным портландце­ментом без добавки, на 20 % экономится цемент и песок. Добавка Isola RF-505 легко наносится на вер­тикальные и потолочные покрытия, совместима с другими жидкими добавками, является экологиче­ски чистым продуктом. Расход составляет 1 л на 50 кг сухой смеси.

«Isola VZ-520» - жидкая замедляющая добавка, замедляет начало схватывания бетонной и раствор­ной смеси на 4, 6 и 8 часов. Повышает в 2 раза стой­кость против образования трещин по сравнению с портландцементом без добавки. Совместима с други­ми жидкими добавками. Используется при монолит­ном строительстве, при устройстве фундаментов,

123

Полов, стяжек, стен, потолка. Расход составляет 1 л на 50 кг сухой смеси.

Керамзит (керамзитовый гравий). Зерна размером более 5 мм. Получают этот материал путем обжига гранул, приготовленных из вспучивающихся глин. Керамзит обладает легкостью и высокой прочностью, его насыпная плотность составляет 250-800 кг/м3, поэтому он является основным видом пористого заполнителя.

Кирпич изготавливают из легкоплавких глин с добавками или без них. Для фундаментных работ используют глиняный полнотелый красный кирпич пластического формования. В зависимо­сти от размеров кирпич подразделяется на кир­пич обыкновенный, утол­щенный, модульный.

Обыкновенный, утол­щенный и модульный полнотелый кирпич пла­стического прессования применяется при возве­дении фундаментов, цо­колей, полов, наружных и внутренних стен. Пол­нотелый кирпич полусу­хого прессования, а так­же пустотелый кирпич не применяется для устройства фундаментов и цоколей ниже уровня 124
гидроизоляции. Плотность обыкновенного кирпича в сухом состоянии более 1600 кг/м[2]. Кирпич должен быть нормально обожжен, так как недожог (алый цвет) обладает недостаточной прочностью, малой водостойкостью и морозостойкостью, а пережжен­ный кирпич (железняк) отличается повышенной плотностью, теплопроводностью и, как правило, имеет искаженную форму. Морозостойкость кирпича бывает 15, 25, 35 и 50, это свойство позволяет насы­щенному водой кирпичу выдерживать попеременное замораживание и оттаивание некоторое количество циклов. Кирпич является одним из основных строи­тельных материалов, применяемых при возведении фундаментов.

Песок представляет собой рыхлую смесь зерен раз­личных минералов, входящих в состав извержен­ных, реже осадочных, горных пород: кварца, слюды, полевого шпата, кальцита и др. Размер зерен коле­блется от 0,16 до 5 мм.

Внимание

Качество песка, применяемого для изготовления бето­на, определяется минеральным, зерновым составом и содержанием вредных примесей. Органические при­меси, например, продукты разложения остатков рас­тений (гумусовые кислоты), понижают прочность бетона и даже разрушают цемент.

Песок бывает речной, озерный, горный и овраж­ный. Овражный и горный пески засорены глинисты­ми примесями, озерный - илом.

Загрязненный песок промывают, содержание в нем ила, глины, пыли и прочих примесей не должно пре­вышать 5%. Обычный песок называют тяжелым; при добавлении пемзы, шлака получают так называе­мый, легкий песок. Используется песок в качестве мелкого заполнителя для бетона.

Совет

Необходимо учесть, что на приобретаемый песок дол­жен выдаваться сертификат о содержании естествен­ных радионуклидов.

Свая - стержень, заглубленный в грунт и предна­значенный для передачи ему нагрузки от здания. По материалу различают сваи: деревянные, стальные, бетонные, железобетонные и комбинированные.

Сваи бывают прямоугольного сплошного сечения (250x350 мм), квадратного (от 250x250 мм до 400х 400 мм) или квадратного, с круглой полостью. Весьма эффективные в технико-экономическом отношении сваи трубчатого сечения диаметром от 400 до 700 мм. Нижний конец сваи полый или со вставкой железобе­тонного башмака для применения в грунтах, позво­ляющих использовать вибропогружатели.

На заметку

Поверху сваи связывают между собой железобетон­ным ростверком. Ширину ростверка при однорядном расположении свай принимают сечением 250x250 мм или 300x300 мм, высоту - 400-500 мм.

Ростверк устраивают двух видов - монолитный и сборный.

При устройстве сборного ростверка его сопрягают со сваями с помощью заранее заготовленного железо­бетонного оголовка с отверстием в виде усеченного конуса. Головы забитых в грунт свай приходится сру­бать для обнажения арматуры, а верх свай выравни­вают цементно-песчаным раствором до проектной отметки.

На выровненную голову сваи устанавливают оголо­вок, в конусное отверстие которого пропускают ого­ленную арматуру сваи. Затем отверстие заполняют бетонной смесью и на оголовки свай укладывают эле­мент сборного ростверка. После этого к накладным частям в оголовке и ростверке приваривают стальные накладки, замоноличивая их затем цементным рас­твором.

Портландцемент - гидравлическое вяжущее веще­ство, продукт тонкого измельчения клинкера с добав-

127

Кой гипса (3-5 %), который регулирует сроки схва­тывания цемента. Сырьем для производства клинке­ра служат известняки с высоким содержанием угле­кислого кальция (мел, плотный известняк, мергели и др.) и глинистые породы (глины, глинистые слан­цы). В среднем на 1 т цемента расходуется около 1,5 т минерального сырья. Примерное соотношение между карбонатной и глинистой составляющими сырьевой смеси 3:1 (около 75 % известняка и 25 % глины).

Внимание

Характеристики портландцемента определяют: мине­ральный и вещественный составы, тонкость помола, сроки схватывания, нормальную густоту, марку по проч­ности и др. Вещественный состав цемента приводится в паспорте на цемент, он выражает содержание в цементе (в % по массе) основных фобизирующих добавок (допу­стимое значение не более 0,3% от массы цемента).

Плотность портландцемента (без минеральных добавок) составляет 3,05-3,15. Насыпная плотность зависит от уплотнения и у рыхлого цемента составля­ет 1100 кг/м3, у сильноуплотненного - до 1600 кг/м3, в среднеуплотненном - 1300 кг/м3.

Водопотребность цемента определяется количе­ством воды (в % от массы цемента), которое необхо­димо для получения цементного теста нормальной густоты. Водопотребность портландцемента состав­ляет 22-28 %. При введении минеральных добавок осадочного происхождения (опоки, трепела, диато­мита) водопотребность цемента повышается и может достигнуть 32-37 %. Портландцемент разделяют на марки: 400, 500, 550, 600. В целях сближения требо­ваний российских и европейских стандартов цемент разделен на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 55,5 МПа. 128

Цементы хранят раздельно по видам и маркам, смешивание разных цементов не допускается.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) - порт­ландцемент с минеральными добавками, отличаю­щийся повышенной прочностью, которая достигает более половины его марочной прочности через 3 суток твердения. Помол БТЦ производится более тонко до удельной поверхности 3500-4000 см2/г (для обычного портландцемента - 2800-3000 см2/г), что ускоряет твердение цемента. БТЦ выпускают М400 и М500 с нормативными показателями прочности.

Особобыстротвердеющий высокопрочный порт­ландцемент (ОБТЦ) выпускается марки М600, тон­кость помола около 4000 см2/г, в возрасте 1 суток имеет предел прочности 20-25 МПа, а через 3 суток - 40 МПа.

Этот цемент применяется в производстве сборных железобетонных конструкций, а также при зимних бетонных работах. Следует иметь в виду повышенное тепловыделение ОБТЦ, которое исключает его при­менение для массивных конструкций.

Белый портландцемент. Клинкер белого цемента изготавливают из известняков и белых глин, почти не содержащих оксидов железа и марганца, придаю­щих обычному портландцементу зеленовато-серый цвет. Цемент выпускают марок М400 и М500.

Внимание

Цветные декоративные портландцементы получают,

Примешивая к белому цементу щелочестойкие пигмен­ты (например, охру).

Напрягающий цемент состоит из 65-75 % порт­ландцемента, 13-20 % глиноземистого цемента и 6-10 % гипса. При затворении водой сначала твер­деет и набирает прочнооть, затем расширяется как твердое тело и напрягает железобетон, являясь его составляющим.

Бетон на напрягающем цементе отличается от обычного бетона высокой морозостойкостью (до 1500 циклов замораживания и оттаивания, что на 25-30% больше по сравнению с обычным), повы­шенной прочностью на сжатие, растяжением и само­напряжением, практической водонепроницаемо­стью (не фильтрует при давлении 20 атмосфер), низ­кой газопроницаемостью (в 40 раз меньше, чем в бетоне на портландцементе), повышенной стойко­стью к агрессивным воздействиям, отличным сце­плением со старым бетоном (в 1,5-2 раза больше, чем у обычного бетона), а также благодаря своей мелкопористой структуре с замкнутыми порами, бетон на напрягающем цементе в 3-6 раз повышает долговечность железобетонных конструкций. Расход напрягающего цемента на 10 % меньше порт­ландцемента при равной прочности.

Внимание

Применение напрягающего цемента не требует допол - J нительной гидроизоляции. Напрягающий цемент при­меняется в индивидуальном строительстве при возведе­нии фундаментов, подвальных помещений, гаражей, | постройке бассейнов, безрулонных плоских крыш. Самонапряженный железобетон применяется в напор­ных трубах, монолитных и сборных резервуарах для воды, подземных и • спортивных сооружениях. Эффективно использование напрягающего цемента для ремонта сырых и затапливаемых строений. Необходимо отметить, что напрягающий цемент явля­ется экологически чистым продуктом.

Щебень - куски камня размером 5-70 мм. Получают его дроблением бутового камня. При бето­нировании массивных конструкций можно приме­нять щебень крупностью до 150 мм. Зерна щебня имеют угловатую форму; желательно, чтобы по форме они приближались к кубу. Более шероховатая, чем у гравия, поверхность зерен способствует их лучше­му сцеплению с цементным камнем, поэтому для бетона высокой прочности (М500 и выше) обычно применяют щебень, а не гравий.

В районах с развитой металлургической промыш­ленностью экономически выгодно применять щебень, полученный в результате дробления и рассева тяже­лых отвальных и специально отлитых доменных и мартеновских шлаков. Щебень из шлака должен иметь устойчивую структуру и удовлетворять общим требованиям в отношении зернового состава. В нем не допускаются посторонние примеси топливных шла­ков и зол, колошниковой пыли и др.

На заметку

Морозостойкость щебня должна обеспечивать получе­ние проектной марки бетона по морозостойкости. Установлены марки щебня по морозостойкости от 15 до 300. Марка обозначает число циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Радиационно-гигиеническая оценка крупного заполни­теля (щебня) должна производиться постоянно на содержание естественных радионуклидов.