З бетону дорого, але довговічно! Типова карта на влаштування цементобетонних покриттів на транспортних розв'язках Переваги бетонних доріг

Бетонами називають штучні матеріали, що виходять в результаті склеювання (скріплення) природних кам'яних матеріалів - піску та гравію або щебеню - в монолітний міцний камінь. Бетони розрізняються за в'яжучою речовиною, якою скріплюються зерна природних кам'яних матеріалів. Найбільшого поширення має цементний бетон, у якому в'язкою є цементи. У дорожньому будівництві широко застосовуються асфальтобетон та дьогтебетон; у них в'яжучим служать бітуми та дьогті. Існують й інші види бетонів: гіпсобетон, вапняний бетон тощо.

Наша брошура присвячена опису властивостей бетону. Надалі ми його називатимемо просто бетоном.

Бетон – широко поширений будівельний матеріал. Споруди з нього часто можна бачити і на дорогах.

На вигляд бетонна споруда, будь то опора моста, водопропускна труба або бетонне покриття дороги, справляє враження виконаного з сірого каменю. Зі словом "камінь" у нас зазвичай пов'язане уявлення про мертвий, нерухомий матеріал, що не змінює своїх властивостей протягом десятиліть і століть.

Уявлення про цементний бетон, як про такий камінь, правильне тільки із зовнішнього боку. Насправді бетон – це штучний камінь, у якому безперервно йдуть процеси розвитку, зростання, старіння, камінь, що росте, міцніє, старіє та вмирає. Дійсно, основною особливістю цементного бетону в порівнянні з іншими каменями є формування його властивостей безпосередньо на будівельному майданчику – у конструкції. Вже це надає всім роботам, які проводяться з бетоном, своєрідний характер. Бетон потрібно не лише приготувати, а й ущільнити, а потім створити такі умови, за яких він набув би високої міцності.

Цементне тісто у складі бетону, твердне, скріплює, склеює окремі піщинки, окремі щебені в моноліт, що володіє високою міцністю, що залежить від міцності цементного каменю, міцності кам'яних матеріалів та міцності зчеплення цементит та каменю з кам'яними матеріалами.

Суміш цементу, води та піску називається розчинною сумішшю, а після затвердіння - розчином. Суміш цементу, води, піску та щебеню або гравію в рухомому стані називається бетонною сумішшю. Затверділий каменеподібний матеріал, як було зазначено вище, називається бетоном.

Приготування бетону на будівельному майданчику проводиться будівельниками; тому вони можуть впливати на властивості бетону в процесі його виготовлення, мають можливість регулювати властивості одержуваного матеріалу.

Основна властивість будь-якого будівельного матеріалу – це його міцність.

Бетон має високу міцність, особливо при стисканні. Бетонний кубик зі стороною 10 сантиметрів може витримати навантаження 20-40 тонн, тобто вага товарного вагона. Сучасні бетони мають ще більшу міцність, витримуючи навантаження 500-600 кілограмів на кожен квадратний сантиметр площі. Міцність бетону на розтяг значно менше. Якщо зразок або конструкцію з бетону розтягувати, то руйнування станеться при зусиллях у 10-15 разів менших, ніж при стисканні. В цьому відмінність властивостей бетону від сталі та інших металів, що мають приблизно однакову міцність і при розтягуванні та при стисканні.

Багато будівельних конструкцій під час роботи піддаються дії згинальних сил. В цьому випадку в опорі бетону дії руйнівних сил основне значення має міцність його на розтяг.

Відкриття та широке застосування у будівництві нового матеріалу - залізобетону усунуло недоліки бетону як конструктивного матеріалу. Залізобетон завоював міцне місце у сучасному будівництві. У ньому властивості бетону – велика міцність при стисканні, стійкість до дії води та повітря, вогнестійкість – поєднуються з такими властивостями сталі, як міцність при розтягуванні, пружність. У залізобетонних конструкціях, там, де ці конструкції піддаються дії сил, що розтягують, встановлені сталеві стрижні, які і сприймають дію цих сил. Кількість сталі та її розташування в бетоні визначаються розрахунком. На рис.1 показано, як бетон і сталь спільно працюють у новому матеріалі – залізобетоні.

Рис.1. Приклади для порівняння властивостей бетону та залізобетону

Залізобетон в даний час дуже поширений; з нього зводяться греблі та мости, дорожні покриття автомобільних магістралей та покриття злітно-посадкових майданчиків для літаків, будуються тунелі, труби, резервуари, виготовляються конструкції житлових та промислових будівель (колони, балки, плити перекриттів, сходи та ін.) і навіть річкові та морські судна. Бетон абсолютно без сталі, або, як її називають, "арматури", застосовується тепер рідко, але властивості цементного бетону багато в чому визначають властивості залізобетону.

У дорожньому будівництві застосування бетону швидко зростає, тому кожен будівельник-шляховик повинен добре знати властивості цього матеріалу.

Бетон має високу стійкість до таких природних впливів, як зволоження та висушування, охолодження та нагрівання, заморожування та відтавання, стирання та розмивання. Він є незамінним матеріалом для довговічних споруд, які мають існувати десятки та сотні років.

Важлива перевага бетону – це можливість використання місцевих матеріалів для його виготовлення. Тільки одну десяту частину бетону (за вагою) складає штучний матеріал - цемент, решта дев'ятих - це природні кам'яні матеріали і вода, які потрібно тільки видобути і доставити на місце будівництва.

Ні в яке порівняння не можна поставити бетон з дерев'яними матеріалами, які руйнуються в результаті гниття, легко спалахують і непридатні для зведення довговічних споруд. Сталь порівняно швидко руйнується під впливом вологого повітря. Вона не може бути використана для будівництва стін будівель, тому що легко проводить тепло; враховуючи цю властивість, стіни зі сталі довелося б робити і 40 разів товщі за бетонні, сталь втричі важча за бетон.

Для будівництва автомобільних доріг, якими швидко рухаються потоки автомобілів різних видів, бетон - незамінний матеріал. Мости, водопропускні споруди, підпірні стіни та віадуки зводяться із залізобетону. Дорожні покриття на магістралях та основи під асфальтобетонні покриття у великих масштабах виконуються з цементобетону.

За рішенням партії та уряду в нашій країні широко розвивається заводське виробництво збірного залізобетону, застосування якого призводить до індустріалізації будівництва, дозволяє на будівельному майданчику лише збирати споруду з готових деталей.

У дорожніх покриттях бетон протистоїть зношуючий дії транспорту, що проїжджає дорогою, передає і розподіляє навантаження від коліс автомобіля на грунт. У конструкціях мостів бетон витримує важкі навантаження від автомобілів, автобусів і трамваїв, що проходять мостом, а також пручається дії води, що розмиває, на опори моста; об бетонні бики розламуються потужні крижини, які несе в льодохід річка. Тепер важко навіть уявити, як велося б будівництво, якби людина не мала цементного бетону. Багато споруд, що зводяться в наші дні із залізобетону та бетону, зажадали б набагато більше праці та витрат при спробі використовувати інші матеріали, а інші були б і зовсім нездійсненні.

Якщо порівняти кам'яний міст із мостом із сучасного залізобетону, виявиться величезна різниця у кількості матеріалів, у зовнішньому вигляді споруд (рис.2). Кожному ясно, що чим менше матеріалів йде на будівництво, тим дешевша споруда, тим вона вигідніша.

Рис.2. Міст, споруджений із залізобетону, та міст із природного каменю

Про властивості бетону та його застосування у дорожньому будівництві розповідається далі.

Приготування бетонної суміші

Щоб з таких різнорідних за властивостями речовин, як вода, цемент, пісок та щебінь чи гравій, отримати матеріал із цілком певними властивостями – бетон, потрібно виконати ряд операцій. При цьому важливо дотримуватися вказівок технічних правил та інструкцій. Виробництво бетону хоч і відбувається часто безпосередньо на будівельному майданчику, але й у цьому випадку нагадує нам будь-яке заводське виробництво.

З гарного цементу та кам'яних матеріалів можна отримати міцний та стійкий бетон, але можна і зіпсувати його, якщо порушити правила приготування та складання бетону. Насамперед необхідно визначити склад бетонної суміші – співвідношення всіх матеріалів для неї. Скільки потрібно взяти цементу та інших матеріалів та у якому співвідношенні, визначає лабораторія, що існує на кожному будівництві. До підбору складу бетону мають бути відомі вимоги до цього бетону. У проекті споруди залежно від призначення бетону до нього пред'являються ті чи інші вимоги щодо міцності та інших технічних властивостей.

Міцність бетону вказується як марки. Довговічність бетону найчастіше виявляється у вимогі до його морозостійкості. Для кліматичних умов нашої країни необхідний бетон із дуже високою морозостійкістю. Щоб бетон задовольняв цим вимогам, повинен застосовуватися портландцемент певного мінералогічного складу та марки не нижче 500; кам'яні матеріали можна використовувати тільки перевірені на морозостійкість, а водоцементне відношення суміші слід прийняти не вище 0,50. При дотриманні всіх цих вимог бетон матиме високу морозостійкість. Не менш важливо при призначенні складу бетону передбачити, щоб властивості бетонної суміші відповідали наявним механізмам для її ущільнення та укладання.

Ця відповідність досягається таким підбором складу суміші, який надає їй певної рухливості. Швидкість розрідження бетонної суміші при вібруванні називають зручноукладальністю.

Рухливість бетонної суміші визначають у такий спосіб. Бетонною сумішшю наповнюють металеву форму - конус, що не має дна і встановлений на рівній підставці. Конус знімають та вимірюють осідання (опливання) бетонної суміші після його зняття. Рухливість бетонної суміші виражають у сантиметрах опади суміші порівняно з первісною висотою.

Для визначення зручності укладення конус встановлюють у форму зразків - кубів з розміром сторін 20 сантиметрів. Форму з конусом закріплюють на лабораторному вібромайданчику (рис.3). Конус заповнюють бетонною сумішшю, так само як і при визначенні рухливості, знімають форму-конус, включають вібромайданчик і визначають час розпливання бетонної суміші у формі. Показником зручності є час у секундах, який витрачається на розпливання суміші у формі.

Рис.3. Визначення зручноукладальності бетонної суміші:
ліворуч - форма з конусом, заповненим бетонною сумішшю, до вібрування;
справа - форма з бетонною сумішшю після вібрування

Для звичайного дорожнього бетону застосовується суміш з осадкою конуса 2-3 сантиметри і зручністю 20-25 секунд. Для тонкостінних і густоармованих конструкцій осаду конуса бетонної суміші повинна становити 5-6 сантиметрів при зручності 5-10 секунд.

Основна вимога, яку зазвичай дотримуються при підборі складу бетону для дорожніх покриттів і для армованих конструкцій, - це заповнення всіх порожнеч між частинками більшого матеріалу дрібними частинками. Крім цього, необхідно створення змащувального шару із цементного тесту на поверхні частинок заповнювача для отримання рухомої суміші.

Рис.4. Схема підбору складу бетону

На рис.4 наочно представлений хід підбору складу бетону. Спочатку задаються кількістю цементу або допоміжним таблицям підраховують кількість води, необхідне для даної суміші. Потім визначають водоцементне відношення - В/Ц. Це відношення дуже важливе для характеристики якості та властивостей цементного каменю та бетону. Зрозуміло, що більш розбавлений цементний клей, тим менша його міцність. У практиці підбору складу бетону заданої міцності користуються збудованими на підставі дослідних даних графіками залежності міцності бетону від В/Ц. На рис.5 наведено приклад такого графіка для бетонів на цементах різних марок та щебеню. При великому обсязі робіт рекомендується підбирати склад бетону заздалегідь у лабораторії, визначаючи залежність міцності бетону від водоцементного відношення на досвіді для даних матеріалів. Визначивши витрату цементу та води, розраховують кількість мінеральних матеріалів – піску та щебеню – таким чином, щоб їх обсяг у сумі з обсягом цементного тесту становив 1000 літрів (1 кубометр). Після попередніх розрахунків обов'язково роблять пробне замішування бетонної суміші з перевіркою її зручноукладальності і з виготовленням контрольних зразків. Якщо при перевірці зручність укладення бетонної суміші виявиться різною від заданої, роблять виправлення складу бетону зміною вмісту в ньому цементу і води, залишаючи незмінним водоцементне відношення.

Рис.5. p align="justify"> Графік залежності марки бетону від водоцементного відношення для цементів різних марок (цифри над кривими позначають марку цементу).

Коли встановлений склад бетону, він передається на бетонний завод. Для точного відвішування складових на сучасних бетонних заводах застосовуються автоматичні вагові дозатори, які встановлюються для відвішування заданої порції будь-якого сипучого матеріалу або води. На невеликих бетонозмішувальних установках користуються більш простими дозаторами, наприклад, бункерами або ящиками, змонтованими на звичайних сотенних вагах.

Точне відмірювання складових частин бетону необхідне для того, щоб його властивості збігалися із заданими та гарантувалася необхідна однорідність суміші. Крім того, неточність у дозуванні веде до перевитрати цементу - найдорожчої складової частини бетону. Тому сучасні технічні правила вимагають обов'язкового застосування несового дозування всіх матеріалів.

Наступна операція - це перемішування бетонної суміші. Перемішування проводиться у спеціальних машинах – бетономішалках. Наша промисловість для різних умов роботи випускає пересувні та стаціонарні бетономішалки різної потужності з об'ємом барабана змішувача від 100 до 4500 літрів. Для приготування жорстких сумішей випускаються бетонозмішувачі з примусовим перемішуванням. Звичайні бетономішалки перемішують бетонну суміш за рахунок перевалювання її лопатями при обертанні барабана. На рис.6 показані два види найпоширеніших бетономішалок. Після перемішування суміш вивантажується шляхом нахилу барабана при його грушоподібній формі або через лоток, що всувається всередину барабана.

Рис.6. Бетонозмішувачі різної конструкції

Звичайні бетономішалки працюють за таким періодичним циклом. Але існують і бетономішалки безперервної дії, що мають значно більшу продуктивність за менших розмірів.

Продуктивність бетономішалки періодичної дії змінюється залежно від їхньої ємності. При середній ємності вона вміщує при завантаженні 1200 л сухих матеріалів і видає близько 800 л готової бетонної суміші. Її годинна продуктивність становить приблизно 15 кубометрів суміші. Бетонозмішувач безперервної дії більш економічний і проектується на продуктивність 100-200 кубометрів на годину.

У дорожньому будівництві широко застосовуються пересувні бетономішалки, так як при надходженні матеріалів залізничним або водним транспортом і великих відстанях від баз до місця укладання перевезення бетонної суміші не може бути технічно неприпустимим. При тривалому перевезенні суміші змінюється її рухливість та погіршується якість; тому шляховики прагнуть перевозити сухі матеріали, а змішувати їх на місці укладання в пересувній бетонозмішувачі.

Останнє досягнення техніки в галузі виготовлення бетону - сучасні автоматизовані заводи для великих будівель. Цілодобово на такому заводі працюють затвори дозаторів, сиплеться з гуркотом у бункери щебінь та пісок, ллється вода. Готова бетонна суміш вивалюється до кузовів потужних самоскидів, які везуть її на споруди, вивантажують і знову повертаються на завод.

Роботи з подальшого вдосконалення способів приготування та укладання бетонної суміші продовжуються.

Щоб щільно укласти бетонну суміш при найменшому вмісті у ній води, отже, при найменшому витраті цементу, нині широко застосовується вібрування бетонної суміші. У чому полягає його дія. Кожному відомо, що струшування зернистого матеріалу, наприклад сухого піску, дозволяє помістити і той самий ящик набагато більше матеріалу, ніж без такого потряхування: матеріал укладається щільніше. Якщо струшувати з великою частотою бетонну суміш, то цементний розчин розріджується, і суміш набуває властивостей рідини. У такому стані бетонна суміш щільно заповнює обсяг опалубки, не залишаючи в ній порожнин - раковин.

Для надання вібрації бетонної смоги застосовуються спеціальні механізми – вібратори.

Вібратор здійснює кілька тисяч коливань на хвилину, і ці коливання передаються бетонної суміші, що оточує його. Суміш, набуваючи властивостей важкої рідини, розтікається по опалубці, заповнюючи її та обволікаючи арматуру. Щебет, і гравій при цьому тонуть у цементному розчині і рівномірно розподіляються по всій масі бетону.

Використовуючи вібрацію, можна укласти значно менш рухливі суміші, ніж вручну. Зменшуючи кількість води для таких сумішей, ми покращуємо технічні властивості бетону. Тому вібрований бетон має більш високу якість у порівнянні з бетоном, укладеним вручну.

Наша промисловість випускає різні види вібраторів, призначених для укладання бетону в масивні та тонкостінні, неармовані та армовані конструкції. На рис.7 показаний зовнішній вигляд внутрішнього та поверхневого вібраторів для ущільнення бетонної суміші.

Рис.7. Зовнішній вигляд вібраторів:
а – внутрішній вібратор;
б - поверхневий вібратор

Внутрішній вібратор під час роботи занурюється в бетонну масу. Для конструкції невеликої товщини та з великою горизонтальною поверхнею, як, наприклад, дорожні покриття, плити мостів та перекриттів тощо, застосовуються так звані поверхневі вібратори (зображені на рис.7, б), прикріплені до майданчика, що ставиться на поверхню бетону. Коливання майданчика передаються бетонній суміші. Вони найбільш широко поширені в дорожньому будівництві. Для ущільнення бетону у виробах форма з виробом встановлюється на спеціальний вібростол. При включенні вібратора коливань піддається вся форма разом із бетонною сумішшю; в результаті досягається високий рівень ущільнення. Можна передати коливання бетонної суміші та закріпивши вібратор на опалубці; такі вібратори називаються зовнішніми або тисковими, оскільки кріпляться до опалубки за допомогою лещат.

Техніка ущільнення бетону, особливо при виготовленні збірних бетонних виробів, швидко вдосконалюється: збільшуються потужність та частота коливань вібраторів, вводиться одночасне вібрування на вібростолі та поверхневим вібратором, вібрування з привантаженням бетонної суміші по всій площі виробу. Можна припускати, що найближчими роками технологія укладання та ущільнення бетону зробить значний крок уперед на шляху подальшого технічного прогресу.

При будівництві доріг застосовуються складні комплексні бетонооздоблювальні машини, що виробляють розрівнювання суміші, ущільнення її вібруванням та трамбуванням, профільування та трамбування її. Сучасний агрегат для влаштування цементобетонного дорожнього покриття (рис.8) не поступається за складністю операцій та ефективності роботи зерновим і вугільним комбайнам.

Рис.8. Дорожній бетоноукладач

Весь цикл влаштування дорожнього покриття виконується кількома машинами. За профільованою та ущільненою основою встановлюються рейки-форми; вони відмежовують смугу майбутнього покриття проїжджої частини, є опалубкою для плити дорожнього покриття і водночас служать рейками для руху бетоноукладальних машин. Ланцюжок автомобілів-самоскидів доставляє бетонну суміш із заводу і скидає її в ківш розподільника. З ковша суміш перевантажується в бункер-розподільник і укладається в пухкому стані на основу між рейками формами шаром певної товщини. Слідом за розподільником рухається бетонообробна машина, що ущільнює, вирівнює та профільує покриття; за нею пересуваються пристрої для нарізування температурних швів. За добу такий агрегат може пройти 300 метрів, залишивши по собі готове дорожнє покриття. Після укладання бетону поверхню його закривають шаром піску або плівкою будь-якого лаку або бітуму, оберігаючи цим від висихання. Якщо укриття зроблено піском, його регулярно поливають водою. Через 20 діб дозволяється відкривати рух дорогою, якщо стояла тепла погода з температурою повітря не нижче 15°.

Для середньої лінії Росії тривалість будівельного сезону становить близько 200 діб. За цей час один комплект машин зможе приготувати 60 км першокласної дороги. А яку величезну кількість будівельних матеріалів треба перевезти для цього! Тільки для спорудження покриття знадобиться понад 3500 тонн матеріалів на кілометр дороги, а на протязі дороги - понад 200 000 тонн. Для перевезення всієї цієї маси піску, щебеню, бетонної суміші тощо потрібно близько 40 000 рейсів потужних самоскидів.

Дозрівання бетону

Від моменту виготовлення бетонної суміші до повного її затвердіння проходить певний період дозрівання, придбання міцності, що триває залежно від виду цементу та зовнішніх умов (температури та вологості) від кількох днів до кількох місяців і навіть років. За цей час бетон із рухливість пластичної маси перетворюється на міцний штучний камінь.

Це перетворення відбувається поступово. Перший період дозрівання бетону називається періодом схоплювання. Він триває зазвичай кілька годин. У цей час цементне тісто втрачає свою рухливість. Вода частково вступає в хімічні сполуки, а частково розподіляється по поверхні сполук, що знову утворилися, бетонна суміш втрачає свою рухливість і набуває мінімальної міцності.

Період схоплювання неможливо різко відокремити від наступного періоду – періоду твердіння. Однак через кілька годин після укладання настає момент, коли бетонна суміш стає нерухомою і не може бути провібрована без руйнування. Цей момент вважатимуться кінцем періоду схоплювання.

Щоб процеси хімічної сполуки води з мінералами цементу йшли досить ефективно, необхідно підтримувати бетон у вологому стані. Твердіння припиняється не лише при зниженій температурі, а й за недостатньої вологості. Щодо цього бетон нагадує рослину: його треба поливати і тримати в теплі, щоб він добре зміцнів. При звичайній температурі бетон на портландцементі набуває основної міцності протягом 20-30 діб твердіння. Сприятливий вплив на швидкість твердіння надає підвищення температури, яке, як відомо, прискорює хімічні реакції. Для розрахунків зазвичай приймають міцність, яку бетон сягає терміну твердіння 28 діб. Підвищення температури дозволяє отримати цю ж міцність значно більш короткі терміни.

На підставі вивчення процесу твердіння вироблено умови отримання хорошого бетону: помірну кількість води при замішуванні, вологі та теплі умови твердіння. Від дотримання цих умов залежить якість конструкцій.

Бетонні роботи взимку

Порівняно суворі кліматичні умови майже по всій території Росії несприятливі для твердіння бетону; тому будівельникам часто доводиться штучно створювати покладеному бетону вологе та тепле середовище. Радянські вчені та інженери розробили високоефективні методи укладання бетону в зимових умовах, що дозволяють вести роботи цілий рік.

Взимку доводиться підігрівати матеріали для бетону і оберігати їх від охолодження або навіть обігрівати покладений у споруду бетон, поки він не набуде потрібної міцності. Але за останні роки розроблено спосіб, що дозволяє вести роботи за негативних температур і без обігріву матеріалів та бетону.

Найпростіший спосіб створити сприятливі умови для твердіння бетону в зимовий час - це спосіб "термосу", розроблений понад 40 років тому проф. І.А. Кірєєнко. При цьому способі конструкцію добре ізолюють від навколишнього середовища так, щоб вона тривалий час залишалася в теплі. Принцип цього - той самий, що у звичайного термоса. Тепло, що виділяється під час твердіння цементу, за відсутності втрат розігріває конструкцію зсередини. У такий спосіб можна укладати бетон у масивні споруди, поверхня яких невелика в порівнянні з обсягом.

Для менш масивних конструкцій застосовують штучне обігрів: споруду одягають дерев'яним тепляком (це найвигідніший прийом) або прогрівають пором, встановлюючи навколо опалубки спеціальний кожух, під який пропускають пару, або, нарешті, прогрівають споруду електричним струмом.

Широке застосування при виробництві бетонних робіт взимку знаходить спосіб, заснований на введенні в бетонну суміш добавок солей, що знижують температуру замерзання бетонної суміші та прискорюють процеси твердіння бетону. До таких солей відносяться хлористі солі: хлористий кальцій та хлористий натрій. При невеликих добавках солей можливе будівництво будь-яких відповідальних споруд в умовах заморозків та слабких морозів без вживання спеціальних заходів для обігріву бетону. Для менш відповідальних та тимчасових споруд можливе застосування великих добавок солей, які дозволяють вести роботи так само, як і влітку, при температурі до -20°.

На рис.9 зображені різні способи прогріву бетону в спорудах під час виконання робіт у зимовий час. Пропарювання бетону застосовують і в літній час на базах з виробництва збірних залізобетонних деталей для прискорення твердіння бетону і збільшення оборотності форм.

Рис.9. Способи прогріву бетону взимку:
а - спосіб "термосу"; б - паропрогрів; в - електропрогрів

Методи виробництва бетонних робіт взимку, прискорені способи дозрівання бетону шляхом прогрівання та пропарювання знайшли у радянській будівельній техніці найширше поширення.

Цілорічне виконання робіт, виготовлення збірних виробів на заводах стають основними прийомами, що характеризують вітчизняну техніку бетонних робіт, у тому числі і на дорожніх будівлях.

Довговічність бетонних споруд

У будівництві гігантських споруд цементному бетону належить найважливіша роль як одному з найбільш довговічних будівельних матеріалів сучасності.

На перший погляд мертві, нерухомі споруди з бетону живуть і в складних і напружених умовах, зазнаючи руйнівних змін. Зрозуміти життя бетону, його властивості та хвороби, навчитися керувати його життям за своїм бажанням – ось завдання людини, яка створила бетон.

Справді, чому руйнуються окремі споруди, збудовані з бетону?

Бетон хоч і дуже стійкий, але з часом "старіє", покривається тріщинами, розсипається і гине. Справа в тому, що бетон зберігався б практично завжди, якби не піддавався впливам навколишнього середовища. Найбільш сильну руйнівну дію на споруди з бетону надає вода.

Існує давня латинська приказка "крапля точить камінь". Ця приказка вірна у переносному, а й у сенсі. Нерідко можна побачити на старому кам'яному тротуарі заглиблення, що утворилися в камені в місцях постійного падіння крапель води з даху. Вони виникли тому, що відбувається повільне розчинення каменю у воді. Частинки падаючої води відривають молекули речовини, що становить камінь, з його поверхні, оточують їх і забирають із собою. Протягом тривалого часу навіть кварцовий річковий пісок поступово розчиняється у великій кількості води.

У природних умовах протягом тривалих періодів часу, що вимірюються десятками і сотнями тисяч років, безперервно відбуваються процеси розчинення одних порід та утворення нових.

Розчинення природних та штучних кам'яних матеріалів може значно збільшитися, якщо вода містить вуглекислоту та деякі інші речовини. Вуглекислий газ міститься в повітрі в дуже невеликій кількості (0,03%) і, отже, є у будь-якій воді, яка стикається з повітрям.

Такий широко поширений природний кам'яний матеріал, як вапняк, розчиняється у ще більших кількостях у воді, ніж кварц. Для розчинення 1 г вапняку потрібно близько 3000 літрів води. Присутність вуглекислого газу у воді різко підвищує розчинність вапняку. У природних покладах вапняку внаслідок розчинення його водою утворюються величезні підземні печери.

Ми докладно розповідаємо про стійкість гірських порід, оскільки бетон по суті є штучною гірською породою, і процеси його руйнування подібні до руйнування природних гірських порід.

Затверділий бетон містить вапно, речовина добре розчинна у воді. Та й інші речовини, що становлять цементний камінь, можуть поступово розчинятися у воді.

Академік А.А. Байков, який вивчив довговічність бетонів, вказував, що всі бетонні споруди з портландцементу неминуче повинні піддаватися процесу вилуговування вапна і після відомого часу втрачати будь-яку зв'язність і руйнуватися.

У дорожніх спорудах найбільшу небезпеку розчинення становить мостових опор. У дорожньому покритті розчинної дії води піддається поверхневий шар.

Крім розчинної дії, вода особливо небезпечна в тих випадках, коли бетонне піддається поперемінному намоканню у воді і подальшому заморожуванню. Багаторазове повторення таких циклів призводить до швидкого руйнування бетону.

При заморожуванні бетону, насиченого водою, руйнація відбувається внаслідок відомої з фізики аномалії води. На противагу більшості речовин вода, як відомо, при замерзанні, тобто. при переході з рідкого стану і твердий, розширюється, і дуже значно - приблизно на 10%. Всім відомо, що не можна залишати на морозі наповнену водою і закупорену сулію: вода замерзне, і сулія може луснути, оскільки замерзаюча йода може розвинути тиск понад 800 атмосфер (рис.10). Навіть сталеві водопровідні труби, покладені в землі, в сильні морози можуть луснути в результаті замерзання води, що знаходиться в них. Збільшення обсягу води при замерзанні використовувалося насамперед у каменоломнях для розколювання каменю, що видобувається.

Рис.10. а - вода, що замерзла у відкритій посудині (відрі): лід утворює "шапку" над стінками судини, займаючи більший об'єм;
б - при заморожуванні води в щільно закритій посудині тиск на його стінки досягає 800 атмосфер.

Такі ж явища відбуваються в затверділому бетоні, коли він заморожується. Вода, що знаходиться в порах бетону, замерзає в них і, розширюючись, викликає напруги, здатні зруйнувати бетонну споруду. Велика або менша стійкість бетону до руйнівної дії води та морозу залежить насамперед від будови цементного каменю. Завданням будівельника-дорожника, що зводить бетонні споруди, є створення всіх умов отримання морозостійкого довговічного бетону. Для цього бетон повинен бути більш щільним, а це означає, що він повинен бути приготовлений при мінімальних кількостях води, щільно укладений і витриманий у сприятливих умовах для твердіння.

У підводних і підземних частинах споруд немає небезпеки руйнування бетону від заморожування, на тут можлива розчинна дія води, яка може бути посилена хімічною дією солей, розчинених у природних водах.

Природні води (підземні та річкові) можуть мати різко різний склад залежно від складу гірських порід, з якими вони стикаються на своєму шляху.

Для бетону особливо шкідливий вміст у воді сірчанокислих солей (сульфатів). Сірчанокислий кальцій, сірчанокислий магній, сірчанокислий натрій небезпечні тому, що, потрапляючи у водному розчині всередину бетону, вступають у хімічну взаємодію зі складовими частинами цементного каменю, що затвердів, утворюючи нові сполуки. Коли в цементному камені, що затвердів, починаються хімічні реакції з утворенням нових речовин, то, природно, зчеплення частинок цементного каменю порушується і його міцність, а отже, і міцність бетону падає. Крім цього, сульфати утворюють зі складовими частинами цементного каменю - вапном і алюмінатами кальцію - нова сполука - сульфоалюмінат кальцію, який займає об'єм у 2,5 рази більший, ніж вихідні матеріали.

Кристалізація сульфоалюмінату кальцію призводить до набухання та розтріскування цементного каменю, а отже, і конструкцій із цементного бетону.

Різні види агресивної хімічної дії природних вод на бетон можуть бути зведені до трьох основних видів, представлених на рис.11.

Рис.11. Основні види руйнування бетону агресивними водами

Проектуючи та будуючи довговічні споруди, інженери враховують умови, в яких ці споруди будуть перебувати, та розраховують їхню службу на заздалегідь задані терміни.

Дорожні покриття з бетону

Міцний, довговічний, зносостійкий цементний бетон показав себе з найкращого боку як матеріал для дорожніх основ і покриттів. Розрахунки підтверджують, що цементний бетон дає велику економію народному господарству.

Ще в 1913 р. у Тифлісі була побудована перша дорога з бетонним покриттям.

Крім прямих економічних вигод при будівництві бетонне покриття дає значні техніко-економічні переваги при експлуатації дороги. Висока довговічність бетону дозволяє скоротити витрати на утримання та ремонт до мінімуму. Термін служби бетонного покриття автомобільної дороги в кілька разів більший, ніж покриття з асфальтобетону. Добре збудована дорога з цементобетонним покриттям (мал. 20) може бути без капітального ремонту кілька десятків років. Цементобетонне дорожнє покриття є плитою завтовшки 18-24 сантиметри.

Рис.12. Автомобільна дорога із цементобетонним покриттям

Якщо дорогу покрити суцільною стрічкою бетону, то при змінах температури (вдень і вночі, влітку і взимку) бетонна плита змінюватиметься в розмірах - розширюватиметься і скорочуватиметься, і в ній виникнуть напруги, які можуть призвести до розтріскування бетону. Всім відомо, що при влаштуванні залізничних колій рейки для запобігання короблення при температурному розширенні ніколи не з'єднують впритул, а залишають на стиках зазор у кілька міліметрів. Влітку цей зазор закривається, а взимку кінці рейок розходяться.

На бетонній дорозі також на певній відстані робляться шви - зазори. Щоб бетонна плита не руйнувалася під час нагрівання, влаштовують шви розширення – наскрізні зазори між сусідніми плитами бетонного покриття. Шви заповнюють еластичною мастикою з бітуму, щоб під плиту не проникала вода. Шви розширення у помірному кліматі влаштовують через 20-30 метрів. Ця відстань залежить від температури бетонної суміші у момент укладання, а також від клімату місцевості.

Якщо не передбачити шва розширення, то покриття, нагріваючись у спекотну сонячну дочку, буде так напружено, що з його поверхні можуть відколюватися цілі шматки бетону. З силою відлітаючи від покриття, вони можуть спричинити нещасні випадки. Такі явища спостерігалися на одній із доріг Каліфорнії (США), де не було зроблено необхідних швів.

При охолодженні покриття до температури меншої, ніж температура бетонної суміші та момент укладання, бетон стискатиметься, і бетонна плита може дати тріщини. Щоб уникнути появи таких тріщин, покриття розділяється швами на відстанях менших, ніж ті, при яких виникають небезпечні напруження. Такі шви влаштовуються зазвичай на відстані (5-10 метрів і являють собою прорізи, глибина яких дорівнює одній третині товщини плити. Ці шви називаються швами стиснення. Коли в бетоні пояснюється напруга від стиснення при охолодженні, бетонна плита розтріскується в найбільш слабкому місці - за перерізом , ослабленому надрізом Шов стиснення заливають мастикою, так само як і шов розширення.

По осі дороги також влаштовують шов на кшталт швів стиснення, - інакше можливе утворення поздовжньої тріщини.

Таким чином, цементобетонне дорожнє покриття складається з окремих плит. Щоб уникнути порушення монолітності всього покриття, а також для передачі навантаження від машин, що рухаються, від однієї плити до іншої в швах встановлюють спеціальні металеві стрижні.

Від якості виконання всіх робіт по облаштуванню покриття залежить надалі термін його служби.

Будівництво доріг із бетонним покриттям безперервно зростає, вони стають основним видом магістральних доріг.

Армування доріг проводитися посилення несучої здатності дорожнього покриття. Стандартні шари піску та щебеню рівномірно розподіляють тиск, але не в змозі витримувати сильні навантаження.

Армування дорожнього полотна надає жорсткості всієї конструкції, і розподіляє загальне навантаження на велику площу, зменшуючи точковий тиск на ґрунт. При будівництві основи використовують як сталеву, так і скловолоконну арматуру діаметром 14-18 мм, так само використовують металеву фібру, що збільшує опір зламу. Бетон застосовують в залежності від клімату та погодних умов, в холодну пору року застосовують різні хімічні присадки, що забезпечують необхідні властивості.

Технологія виготовлення армованого бетонного покриття

Будівництво армованого дорожнього полотна складається з кількох етапів:

Несправності та ремонт бетонної основи

При недотриманні технологічного процесу при армуванні дорожнього полотна під бетон, згодом можуть проявитися руйнування та поломки різного виду:

• тріщини та здуття. Вплив води та промерзання покриття може призвести до тріщин. Для усунення наслідків здуття та запобігання подальшому руйнуванню необхідно знімати шар на всій дефектній площі. Якщо тріщини не глибокі і не дістають до армованого каркасу, їх можна залити бітумом або мастикою. Якщо глибоке пошкодження то бетон прорізається, гідровідбійником звільняється арматура, додаються нові ланки і заливається все новим розчином.
• розсипання. При руйнуванні дорожнього полотна всередину потрапляє волога. При використанні бетону зі слабкою стійкістю до води відбувається розпушення та розсипання основи. Взимку вода всередині покриття замерзає, що призводить до додаткових руйнувань. При ремонті використовують дорожню фрезу, знімають нею пошкоджений шар і заливають новим розчином. При виконанні робіт з армування дорожнього полотна для важкої техніки важливо забезпечити достатню гідроізоляцію для уникнення подібних несправностей.
• просідання. При просіданні армованої бетонної основи слід зробити капітальний ремонт ділянки. Крім відновлення цілісності, потрібно усунути причину просідання ґрунту.

Профілактика

Для збільшення терміну служби доріг на них роблять профілактику. Покриття обробляється різними емульсіями, що утворюють на поверхні тонку плівку. Така плівка добре захищає поверхню від проникнення вологи.

Єдиний мінус – це зменшення зчеплення коліс машин з дорожнім покриттям.

Ціна армованого полотна буде вищою за стандартну асфальтну дорогу, але довговічність і експлуатація без ремонту швидко окуплять витрати.

Армування дорожнього полотна під бетон провадиться для збільшення максимального вагового навантаження. Крім цього армоване полотно служить набагато довше, ніж звичайно, і до 30 років може обходитися без ремонту. Для досягнення таких показників при будівництві потрібно ретельно дотримуватися технологічного процесу армування дорожнього полотна.

Related posts:

1. Стабілізація ґрунтів: покращення якості полотна та економія ресурсів

Немає коментарів

geoprofy.ru

Армована бетонна основа дорожнього одягу

Армовану бетонну основу (або) використовують для підвищення міцності та жорсткості дорожнього одягу. Піщані та щебені шари рівномірно розподіляють навантаження на грунт на невеликій ділянці, але не здатні надати необхідну жорсткість. АБО збільшує жорсткість одягу та дозволяє передати вертикальні навантаження на велику площу, зменшуючи питомий тиск на ґрунт.

Для будівництва основи використовують сталеву або скловолоконну арматуру діаметром 14-18 мм та різні бетони. Склад бетону залежить від клімату, умов заливки та очікуваного дорожнього потоку. Для заливання в холодну пору року використовують різні добавки – сечовину, хлорид кальцію та інші.

Для збільшення експлуатаційних властивостей бетону, поряд з арматурою до нього додають металеву фібру. Це збільшує жорсткість та міцність на злам.

Укладання армованої бетонної основи

Роботи зі створення або виконуються після укладання дренуючого шару з піску, щебеневих шарів і, при необхідності, утеплювального шару.

• Створення арматурного каркасу. Основу бетонного шару основи складає каркас із арматури. Бетон має дуже високу міцність на стиск і вкрай малу міцність на злам. Правильно зроблене армування багаторазово підвищує міцність на злам. Викликано це тим, що міцність на злам залежить не тільки від міцності бетону, але і від міцності на розтяг арматури. Для досягнення максимальної міцності на злам, армування проводять знизу та зверху бетонного шару. Арматуру необхідно зв'язати у сітку. Це дозволить підвищити міцність у поздовжньому, а й у поперечному напрямі. Неперев'язана арматура може зрушити під час заливання та ущільнення шару, погіршивши його міцність на злам. Ще сильніше збільшити міцність на злам дозволяє застосування металевої фібри.
• Встановлення опалубки. Перед заливкою встановлюють опалубку за допомогою дерев'яних чи металевих щитів, у деяких випадках її роблять із бетонних дорожніх блоків. І тут вершина блоку грає роль бордюру. Опалубка потрібна для того, щоб надати підставі потрібних форм і уникнути перевитрати бетону.

Армована бетонна основа збільшує жорсткість одягу та дозволяє передати вертикальні навантаження на велику площу, зменшуючи питомий тиск на ґрунт.

• Бетон для заливання. Для основи використовують бетони, приготовані з використанням щебеню міцних гірських порід, фракції 20-40 мм. Співвідношення піску, щебеню, цементу та додаткових матеріалів залежать від температури під час укладання, кліматичних умов та очікуваного навантаження на дорогу. Час доставки бетону із заводу не повинен перевищувати однієї години. Час із завантаження міксера або самоскида до заливки в опалубку не повинен перевищувати двох годин. Перевищення цього часу знижує міцність армованого готового бетону.
• Заливання основи. Заливку виробляють за допомогою бетоноукладальних машин на пневматичному або гусеничному ході. Вони дозволяють не тільки укладати рівний шар бетону, а й ущільнювати його віброплитами.

Заливку армованої бетонної основи роблять за допомогою бетоноукладальних машин на пневматичному або гусеничному ході.

Несправності армованої бетонної основи

• Пухкість. За порушення цілісності покриття, всередину дорожнього одягу потрапляє вода. Якщо при створенні або був використаний бетон зі слабкою водостійкістю, то вода, що потрапила всередину, приведе до утворення пухкості. Це, у свою чергу, призведе до утворення тріщин та западин на поверхні покриття. Вода надходитиме все сильніше і сильніше. У зимові місяці бетон почне розтріскуватися та кришитися. Вода, що потрапила всередину бетону, перетворюючись на лід, розширюється і розриває бетон. Для усунення пухкості необхідно на достатній площі вирізати основу, дорожньою фрезою зняти пухкий шар або відновити рівень поверхні основи, укласти нове покриття, та забезпечити якісну гідроізоляцію.
• Тріщини та пучення. Потрапляння води в АБО і морози, що призводять до промерзання основи, призведуть до витріщення і глибоких тріщин у бетонному шарі та покритті. Для усунення наслідків пучення, і запобігання повторної появи необхідно зняти покриття на достатній для ремонту площі, і провести огляд або. Якщо тріщини не досягли арматури, їх можна залити бітумом чи полімерними мастиками. Якщо тріщини досягли арматури, пошкоджений шматок необхідно вирізати швонарізачем або бетонорізною машиною і витягти. Після чого гідромолотом або відбійним молотком звільнити арматуру, прикріпити до неї нову, утворивши з неї сітку, і залити новим бетоном. Після цього обов'язково постелити теплоізоляційний шар, здатний витримати навантаження, і відновити покриття за допомогою литого асфальтобетону.

Якщо промерзання і здирство відбулося в декількох місцях, вся дорога потребує реконструкції, тому що не відповідає клімату.

• Просідання основи. При просіданні або необхідно не тільки відновити цілісність основи, але й усунути причину просідання ґрунту. Тобто провести капітальний ремонт на невеликій ділянці дороги.

Дотримання вимог ГОСТ та БНіП при проектуванні, будівництві, обслуговуванні та ремонті армованої бетонної основи дорожнього одягу дозволить дорозі служити багато десятиліть.

roadmasters.ru

Бетонні дороги: матеріали, що використовуються. Монтаж опалубки та армування. Заливка бетону та фінішна обробка

Бетонні дороги в США є практично невід'ємним елементом ландшафту: застосування ефективних технологій підготовки основи та заливання полотна дозволяє отримувати досить міцне покриття, що витримує серйозні транспортні навантаження.

У Росії ситуація виглядає дещо інакше: литий бетон та бетонні плити розглядаються скоріше як альтернатива, яка застосовується там, де асфальт прокласти неможливо. І все ж таки нові технології поступово впроваджуються, так що поява подібних трас теж не за горами.

При правильному підході «бетонку» теж можна зробити якісною.

Підготовка до роботи

Матеріали для заливання полотна

При промисловому прокладанні шляхів у нашій країні найчастіше застосовуються стандартизовані бетонні плити для дороги. З одного боку, використання подібних елементів суттєво прискорює роботу, але з іншого – якість полотна виходить відносно невисокою, і тому поверхня дуже швидко зношується (читайте також статтю «Асфальтобетонні дорожні суміші: всі їх типи, різновиди та марки, передбачені стандартами»).

Саме так формується асфальтобетонне покриття доріг у промислових масштабах.

Зверніть увагу! Особливі неприємності завдають стики, які згодом деформуються і перетворюються на великі вибоїни.

Ось чому у приватному будівництві найчастіше застосовується технологія заливання монолітного покриття. Саме на ній ми і зупинимося у нашій статті.

Кошторис на влаштування бетонної дороги за заливною технологією включає такі пункти:

• По-перше, нам потрібний якісний бетон. Для прокладання швидкісних магістралей потрібне використання складів на безі цементу М400 (В30) і міцніше, але для під'їзної дороги до приватного будинку достатньо М300 (В22,5 – В25).
• Підготовка основи здійснюється з обов'язковим підсипанням піску та гравію.
• Щоб забезпечити матеріалу достатню пружність, його армують залізними прутками або арматурною сіткою. Тут застосовуються металеві деталі перетином 10-12 мм.
• Для ефективного функціонування та запобігання деформаціям бетонне покриття доріг потрібно розділити на кілька ділянок компенсаційними швами. При облаштуванні таких швів використовують спеціальні герметики.

Крім того, нам знадобляться матеріали для монтажу опалубки: дошки завтовшки не менше 50 мм, кріплення, сталеві накладки на кути, штирі для фіксації каркасу.

Плити дорожні зі сталевим армуванням

Попередня обробка ділянки

Технологія бетонних доріг, описана в ТР 147-03 «Технічні рекомендації щодо влаштування дорожніх конструкцій з литих бетонних сумішей», передбачає обов'язкову підготовку основи:

• На ділянку, обрану для будівництва, наносимо розмітку.
• По розмітці виконуємо вибірку ґрунту, видаляючи верхній родючий шар ґрунту та заглиблюючись приблизно на 60 см по відношенню до запланованого рівня майбутнього полотна.

• Потім на земляну основу засипаємо шар гравію фракцією 40 і більше міліметрів. Потужність такого шару має становити близько 30 см.
• Зверху укладаємо гравійно-піщану подушку, виводячи її на потрібний рівень. Підсипку ретельно ущільнюємо трамбувальними машинами, постійно зволожуючи та підсипаючи нові порції матеріалу.
• Для перевірки якості ущільнення використовуємо сталевий прут діаметром близько 10 мм. При встромленні в основу він повинен туго заглиблюватися на 60-70 см. Якщо прут проходить верхній шар з опором, а потім йде легко - потрібно продовжувати трамбування, так як пухкі ділянки рано чи пізно дадуть усадку.

Методика виконання робіт

Монтаж опалубки та армування

Схема опалубки

• Перед початком монтажу визначаємо рівень, на якому буде дорожнє полотно. Бажано, щоб він був дещо вищим за рівень ґрунту – тоді на проїжджій частині не буде накопичуватися бруд.
• Також під час проектування під'їзної доріжки до будинку бажано закласти в конструкцію невеликий клон для стоку води. Оптимальна величина нахилу становить 2-3 см на 1 м.
• Потім встановлюємо опалубку, міцність якої безпосередньо залежить від параметрів цементного шару, що заливається. Для дороги товщиною 100 мм дошки повинні бути не тоншими за 50 мм, а полотно потужністю 150 мм і більше зводиться в опалубці з бруса товщиною 100 мм.

Паралельно з опалубкою займаємося армуванням та улаштуванням компенсаційних швів:

• По краях дорожнього полотна встановлюємо ребра зі сталевої смуги.
• У саму дорогу на відстань близько 40 мм від основи закладаємо зварювальну сітку з осередком 150х150 мм.
• Своїми руками облаштовуємо через кожних 10-12 метрів температурні шви. Для закладки використовуємо смугу ДВП або аналогічного матеріалу, просоченого бітумом, гуми, пластику і т.д. Зверху на смугу можна надіти спеціальну кришку, яка виставляється точно за рівнем дороги.

Фото компенсаційного шва в асфальтобетонній трасі

Зверніть увагу! Після полімеризації цементу кришку потрібно видалити, а паз на її місці заповнити еластичним герметиком.

Заливка бетону та фінішна обробка

Оскільки бетонування дорог вимагає великої кількості матеріалу, розчин для цієї мети зазвичай замовляють на великих підприємствах. З одного боку, ціна матеріалу дещо зростає, зате ми зможемо виконати заливку великої ділянки в один прийом, не перериваючись і уникаючи формування напружених ділянок.

Сам процес заливання відбувається таким чином:

• Використовуючи жолоби, рівномірно розподіляємо розчин із міксера всередині опалубки.
• За допомогою правил на довгих ручках і лопатах виконуємо попереднє вирівнювання площини, заповнюючи ділянки вздовж ребер і видаляючи великі повітряні порожнини.
• Потім довгим правилом (рівною дошкою або сталевим П-подібним профілем) остаточно вирівнюємо поверхню. Щоб працювати було легше, правило підбираємо трохи більше за ширину дороги - так його краї можна буде спирати на опалубку.

Схема роботи правилом

• На завершення використовуємо так звану «бичачу гладилку» - широку дошку на довгій рукояті. Нею ми вилучаємо всі нерівності, одночасно ущільнюючи верхній шар покриття.

Потім даємо бетону схопитися.

Після цього виконуємо фінішне оздоблення:

Розшивка для усадки матеріалу

• Щоб уникнути розтріскування полотна при сушінні, нарізаємо усадкові шви. Для нарізки використовуємо спеціальний інструмент - розшивку, заглиблюючись не менш як на 1/3 товщини бетонного шару.

Порада! Крок усадкового шва визначаємо, помножуючи товщину полотна на 30.

• Після розшивки наносимо на поверхню матеріалу рельєф за допомогою щітки. Так ми не лише покращуємо зчеплення покриття з колесами, а й сприяємо стоку води. Завдяки такій обробці бетонована дорога прослужить набагато довше!

Види щіток

Висновок

Будівництво доріг із бетону за описаною вище технологією цілком можна здійснювати самостійно. Звичайно, проект вийде масштабним, і витрати будуть дуже суттєвими – але все ж таки реалізувати його можна і без залучення професіоналів (див. також статтю «Дорожній бетон: основні характеристики та особливості застосування»).

Якщо ця методика заливки монолітного покриття вас зацікавила, рекомендуємо також переглянути відео в цій статті, яка містить додаткову інформацію.

rusbetonplus.ru

Будівництво бетонної дороги

Відомо, що в Росії існують дві явні проблеми, як одного разу сказав класик. Це дурні та дороги. Про дурнів розмірковувати немає бажання, а ось з приводу доріг можна розвинути досить цікаві думки. Насамперед ті, які дозволяють вирішувати існуючу проблему. І якщо проблема навчання людини залежить і від об'єкта, і від суб'єкта діяльності, то з дорогами справа легша – можна зробити їх ремонт, маючи лише бажання, сили та матеріали для облаштування доріг, розташованих хоча б на території під'їзду до вашого будинку або на його території.

Від якості того грунту, який лежить під дорогою, що будується, залежить і технологія, за якою відбуватиметься пристрій і подальший ремонт з бетону, і те, наскільки довго і якісно вона прослужить вам і гостям, що проїжджають по ній.

Найбільш популярним видом є бетонна дорога, технологія пристрою якої здатна витримувати надзвичайно важкі навантаження і функціонально служити не тільки як під'їзд на територію приватного будинку, але і як дорога для швидкісних магістралей. Ремонт яких, як відомо, провадиться не дуже часто. І справа тут зовсім не в нестачі коштів, просто так виходить, ремонт, довгий час, не потрібний. Якщо ви вирішуєте розпочати будівництво або ремонт під'їзної дороги, то дуже важливо визначитися з тим, яка технологія укладання бетону підійде у вашому конкретному випадку.

Матеріали для пристрою

Пристрій та подальший ремонт можливі за наявності наступних матеріалів:

• пісок;
• гравій;
• герметик;
• пластик;
• бетонна суміш для заливання плит;
• арматурна сітка;
• дошки;
• штирі;
• фіксатори.

Будівництво та ремонт

Правильно обраний ґрунт і грамотно закладена під дорогами з бетону основа забезпечить ефективний дренаж бетонних плит та виключить частий та дуже неприємний ремонт доріг із бетонної суміші та їх покриття.

Від якості того грунту, який лежить під дорогою, що будується, залежить і технологія, за якою відбуватиметься пристрій і подальший ремонт, і те, наскільки довго і якісно вона прослужить вам і гостям, що проїжджають по ній. Загальна технологія, якій піддається, і процедура будівництва, і ремонт бетонних доріг, передбачає те, що безпосередньо під бетоном розташовується двосотміліметровий шар з гравійної основи, яка, у свою чергу, спирається на шар з більших каменів, розмір яких досягає 40 мм, укладених на висоту в 20-30 см. Нижче розташовується ліжко з природного ґрунту. Природно, технологія залежності від типу ґрунтової подушки впливає і на товщину кожного шару, що укладається під дорогу з бетону. Кращим варіантом подібної подушки стане гравійний або більше піщаний грунт, які блискучим чином сприяють природному відводу води, що надходить з поверхні. Даний грунт можна буде лише ретельно утрамбувати і починати організовувати пристрій основи.

Якщо ж ліжко під бетонні плити складається з таких природних складів, як торф, глина або є наносним грунтом, що відрізняється тим, що здатний утримувати вологу у великих обсягах і протягом тривалого часу. Що геть-чисто заперечує те, що тут присутня технологія природного дренажу. Вирішувати цю проблему доведеться з використанням певної техніки. Вона потрібна буде для того, щоб зняти грунт, шаром до 15 см. Визначити тип грунту та його несучу здатність допоможуть фахівці, вирішення яких зможе прискорити будівництво, якщо, звичайно, в ньому будуть дані про грунти, що не містять рідину.

Правильно обраний грунт та грамотно закладена основа забезпечить ефективний дренаж бетонних плит та виключить частий та дуже неприємний ремонт доріг із бетонної суміші та їх покриття. Після того, як земельні роботи закінчаться, потрібно зайнятися профільуванням доріг з бетону до необхідної висоти, розмір якої може бути трохи нижче або вище - мм на 25. Для того, щоб технологія дренажу функціонувала ще краще, потрібно постаратися витримати ухил, будівництво якого ведеться для створення комфортного під'їзду до будинку Фахівці рекомендують робити наступний ухил – один мм на кожні 5 см.

Дренаж та утрамбування ґрунту

Готовий бетон потрібно вручну розподілити вздовж ребер дороги і скрупульозно заповнити всі порожнечі.

У тих місцях, де бетонні плити укладаються в проміжки між будинком та гаражем, для здійснення дренажу краще розпочати будівництво зливового відстійника. У цьому випадку пристрій зливової каналізації передбачає використання дренажної труби, діаметр якої більше 10 см. Її функція полягає в скиданні води, що надходить назовні або ж в організований колектор зливки. Пристрій ущільнення ґрунту, на який укладатиметься бетон для дороги або плити, повинен відрізнятися високим рівнем міцності, який залежить від того, наскільки він ущільнений. Перевірити цю характеристику ліжка можна за допомогою втикання гладкого прута, товщиною не більше 12 мм. Ці дії необхідно здійснювати через незначну відстань. Належна щільність ґрунту під влаштування дороги з бетону, як показує технологія будівництва, не дозволяє проштовхування дроту на глибину нижче ніж 60-70 см.

Якщо ж під час проштовхування прута в ґрунт опір ґрунту відчувається лише на перших 20 см, а далі входить у землю вільно, то нижні шари ґрунту не мають достатнього ущільнення. Таким дорогам з бетону буде потрібний частий ремонт, так як подушка просідатиме, тріскатиметься, і приведе рано чи пізно, до руйнувань і бетону для дороги і всього полотна. Більш того, і основа для бетону під і сама постіль, повинна включати у свій пристрій матеріали, що перешкоджають просочуванню води вгору, безпосередньо до дороги. У разі надходження вологи під плити, зроблені з бетону, волога, що накопичилася при замерзанні в холодну пору року, буде розширюватися, і, врешті-решт, призведе до спучування плити. Роль подібного матеріалу, що рятує пристрій плити від руйнувань, блискуче виконає крихта зі старого бетону, яку слід добре утрамбувати. Ухилу можна досягти тоді, коли технологія її будівництва включає організацію опалубки.

Технологія опалубки

Після того, як етап ущільнення ґрунту та підстави для встановлення плити для дороги із суміші бетону, завершився, можна приступити до наступного етапу, яким є пристрій опалубки. Тут важливо звернути увагу на товщину полотна бетону, від якої безпосередньо залежить те, дошки з яким перетином будуть потрібні в роботі. Якщо плити планується залити завтовшки 100 мм, то опалубку доведеться робити з пиломатеріалу, перетин якого не повинен перевищувати 50 x 100 мм. А при більш товстому шарі бетону для дороги, наприклад, вона дорівнюватиме 150 мм, то дошки повинні мати наступний перетин – 50 мм на 150 мм.

Хід робіт

Якщо раптом під час експлуатації плити з бетону для доріг дадуть тріщини, то звичайний ремонт покриття навряд чи допоможе.

Технологія кріплення опалубки має бути організована за допомогою металевих вішок. Дошки для цього підійдуть будь-які, наприклад, що залишилися у вас після того, як ви зробили ремонт. Їх можна попередньо покрити спеціальним складом, який забезпечить їхнє легке від'єднання від бетону для дороги, у міру його застигання. Після того, як пристрій опалубки завершиться, потрібно буде нівелювати шар грунту в основі до точного показника ухилу, після чого весь пристрій потрібно буде щільно утрамбувати. Потім рекомендується поглибити на кілька сантиметрів краю дороги, що влаштовується. Додавши товщини краям, забезпеченому шляхом потовщення по всьому периметру плити, допоможе збільшити площу опори дороги та забезпечить захист ґрунту, розташованого поруч із бетоном для дороги, від ерозії. Для того щоб посилити ребра плит, технологія дозволяє закласти в них арматуру, розміри якої і, відповідно, рівень міцності, перевищують норми, які передбачає будівництво доріг, в два рази.

Влаштування швів

Хорошим ходом у процесі заливання стане встановлення температурних швів, завдяки яким буде забезпечено переміщення плити створюваної дороги з бетону, залежно від погодних умов. Ці шви ще називають швами розширення і влаштовують їх перед етапом укладання бетону. Подібний пристрій дозволяє переміщатися як по горизонталі, так і по вертикалі, цьому сприяють властивості бетону, що використовується для доріг, розширюватися або стискатися при температурних змінах, адже ґрунтові умови під ним бетоном для дороги, теж змінюються. У цьому необхідно забезпечення повного поділу заливальних секцій.

У випадку, коли пристрій бетонної дороги організують на приватній ділянці, що відрізняється великими розмірами, температурні шви можна закласти між дорогою, що будується, і веде до будинку доріжкою, яка розташовується збоку.

Знову ж таки, між дорогою та майданчиком на якому розташувався гараж або якась інша садова споруда, ну, і звичайно, між плитами цієї дороги, які є основними. А якщо дорога, до якої примикатиме під'їзна, тобто дорога загального користування, теж має бетонний пристрій, то між ними потрібно також влаштувати шов розширення.

Цей тип швів виготовляють із невеликого шару матеріалу, здатного поглинати енергію. Наприклад, просочений бітумом лист ДВП, шар пластику, дерев'яний, пробковий або виготовлений з гуми варіант шва. Влаштований таким чином шов, доцільно зверху закрити, наприклад, кришкою з пластику, яку слід встановити врівень з поверхнею плит. Після того, як весь бетон застигне, пластикову кришку можна буде зняти та заповнити верхню частину температурного шва герметиком. Забезпечуючи влаштування температурних швів, які сприяють руху плит з бетону, в жодному разі не можна забувати про те, що розташовувати шви потрібно, максимум, на відстані 12 метрів один від одного.

Якщо раптом під час експлуатації плити з бетону для доріг дадуть тріщини, то звичайний ремонт покриття навряд чи допоможе. Причина лежатиме набагато глибше – у підставі, на яку проводилося заливання бетону для дороги. Адже, недостатньо щільно утрамбована подушка, з каменями, що перебувають на її поверхнях, обмежуватиме рух плити і, відповідно, призведе до руйнувань плит і швів між ними. Температурні шви важливо включати в пристрій дороги ще й через те, що вони можуть служити як амортизатори на стику плити з бетону для дороги, що забезпечує комфортний під'їзд автомобіля до будинку з спорудами ділянки, що примикають до неї, наприклад, з доріжкою і гаражем або сараєм. .

Вибір арматури

Арматура, використання якої передбачає технологія даного будівництва повинна бути сіткою з металу, площа комірки якої дорівнює 150 кв. мм. Такий вибір арматури дозволить уникнути розширень та розповсюдження тріщин у бетоні, що використовується для дороги у напрямку в горизонтальній площині. Укладати металеву сітку потрібно в процесі заливання бетону для дороги на висоті, приблизно в 30-40 мм від нижньої площини плити, що влаштовується. Для цього на даному рівні потрібно розрівняти бетон і по ньому устелити наявну арматурну сітку, для зручності можна використовувати такий пристрій, як фіксатори. Потім заливаєте бетон, що залишився у вас. Сітку можна купити абсолютно нову або запозичити у приятелів, які зробивши ремонт палісадника, зняли, наприклад, рабицю.

Вимоги до бетону

Від того, бетон якої якості використовується в момент, коли ведеться пристрій дороги з бетону, залежить не тільки її зовнішній вигляд, але і коли доведеться робити ремонт покриття. Якість бетону визначається за шкалою вимірювання, що має кількісні показники від 1 до 12. При цьому одиниці відповідає суха бетонна суміш і рівень його вологості зростає зі збільшенням числа. Як бетон для доріг підійде варіант з показником вологості, рівним 4 або 5. Пристрій цієї суміші полегшить процес укладання бетону, та й працювати з нею доведеться досить швидко, щоб не дати бетонній суміші підсохнути. Додавати воду в таких випадках не рекомендують, оскільки це може значно знизити рівень міцності, який вона здатна спочатку гарантувати.

Готовий бетон потрібно вручну розподілити вздовж ребер дороги і скрупульозно заповнити всі порожнечі. Намагайтеся розгребти бетон до найвищої точки в опалубці, звідки він вже сам просуватиметься в ті ділянки, де ще потрібна суміш. Тепер беріться за вирівнювання поверхні бетонної дороги. Робити це треба дуже уважно, не забуваючи час від часу підрівнювати вручну ребра.

Потім доведеться почекати, коли з поверхні плити зникне вся волога і переконатися, що бетон досить міцний для того, щоб витримати вагу одного робітника. Його завданням буде, стоячи на наколінниках, спершу, розмітити і обробити усадкові шви, які відрізняють місця, що мають слабкості, для того, щоб формування тріщин виходило тільки вздовж шва, а не в довільному порядку. Після того, як етап обробки покриття закінчиться, потрібно буде розпорошити по поверхні, що вийшла, суміш із затвердіває герметика. Вона убезпечить дорогу від занадто швидкого випаровування води, дозволивши їй висохнути поступово і поступово. Це підвищить міцність підсумкового покриття і в такому разі ви зможете не робити ремонт ще довгий час. Більше того, бетон, при такому способі просихання, ще й не поглинатиме вологу з атмосфери в період застигання.

Занадто частий ремонт автомобільних доріг і трас говорить про те, що якість бетонної суміші, що використовується при їх будівництві, недостатньо хороша. Можливо справа і не як зовсім, а в порушеннях процесу її влаштування. У будь-якому випадку, косметичний ремонт трас роблять майже щороку, але проблему це повністю не вирішує. Чому ще може залежати ремонт доріг, що так часто відбувається? Ніхто, напевно, не відповість на це питання об'єктивно і він назавжди залишиться відкритим.

Основним матеріалом для будівництва дорог є асфальт. Вже через три роки їм потрібний ремонт, а потім щорічне відновлення експлуатаційних властивостей. Бетонна дорога значно перевершує асфальтну за багатьма параметрами, але її застосування обмежене.

Причини цього:

• недостатній бюджет будівництва;
• низька продуктивність;
• клімат;
• транспортні навантаження;
• брак необхідних марок цементу;
• рельєф місцевості.

У національним надбанням є бетонні дороги (фото нижче).

Ще в 50-х роках в Америці та на Заході зрозуміли їхню перевагу і будівництво пішло повним ходом.

Раніше бетонні дороги в Росії викладалися з плит, їзда автомобілем нагадувала рух поїзда на стиках рейок. Зараз її заливають на місці та покриття виходить рівним.

Навіщо потрібні бетонні дороги?

Бетонна дорога має такі переваги:

• легкість приготування;
• висока швидкість укладання;
• висока міцність та довговічність;
• гладка поверхня, що має гарне зчеплення з шинами;
• краща видимість порівняно з асфальтом через хорошу здатність, що відображає.

Бетонні дороги мають експлуатаційні переваги, які полягають у передачі навантаження з жорсткої бетонної плити на більшу частину основи. Особливо це проявляється у весняний період. Прогин асфальту часто відбувається незворотно, що видно за появою колії та хвиль. подібний прогин зменшує, при цьому досягається економія палива до 20%.

Екологічні переваги пов'язані з відсутністю забруднення ґрунту нафтопродуктами, що виділяються із асфальту. Зниження витрати палива зменшує викиди у повітря. Вважається, що твердіше покриття видає більше шуму, але подібне збільшення незначне.

Вплив рельєфу місцевості на будівництво доріг

Автомобільна бетонна дорога зводиться за допомогою різних технологій. Кожен проект відрізняється. У гірських районах дорога повторює рельєф місцевості.

При будівництві магістралей його намагаються спрямовувати: западини засипаються, пагорби зрізаються, крізь гори проводять тунелі, будуються естакади та мости. Для забезпечення нормального швидкісного режиму будівельники намагаються уникати крутих підйомів, спусків та поворотів.

Для різних конструкцій доріг основна класифікація проводиться за матеріалами верхнього покриття, яким може бути асфальт або бетон. Асфальт необхідно ремонтувати вже за 3-4 роки. Деякі дороги великої протяжності починають відновлювати, коли ще не закінчено будівництво. Бетонна дорога обходиться на 80% дорожче, але вона не потребує ремонту перших 10 років експлуатації. Її довговічність скорочує Якщо укладання бетонної дороги виконане якісно, ​​воно служить кілька десятиліть без капітального ремонту.

Структура дорожнього полотна

Конструкція бетонних доріг виконується з наступних шарів:

• додатковий,
• підстилаючий;
• бетонне покриття.

Підготовка ґрунту

Передує підготовка ґрунту та виготовлення вирівнюючого шару. Грунт має бути щільним. Це легко перевірити, встромивши в нього сталевий прут завтовшки до 12 мм. Він повинен входити на глибину не більше 60 см. Якщо ущільнення буде недостатнім, подушка надалі просяде та бетон зруйнується.

Грунт заздалегідь укочують. Особливо цьому приділяють увагу при його підсипанні. У цьому випадку укочування проводиться пошарово. Ущільнення ґрунту проводиться при оптимальній вологості. Кількість проходів і тип ковзанки слід підбирати експериментально, роблячи пробне укочення. Якщо вологість нижче за допустиму величину, грунт слід зволожувати. Якщо він надмірно сирий, його просушують розпушуванням, додаванням піску, шлаку або іншими способами.

Водовідведення

Коли будуються бетонні дороги, технологія передбачає відведення від них талих, зливових та паводкових вод ще перед спорудженням земляного полотна. Робота в цьому плані виконується як у межах міста, так і за його межами.

Влаштування бетонної дороги з відведенням опадів необхідне з метою підвищення терміну експлуатації та покращення умов їзди. На поверхні дороги вода небезпечна для транспорту під час його руху. Погіршується зчеплення з полотном, бризки з-під коліс заважають огляду, а також утворюється крига при замерзанні. Для її видалення дорожнє покриття повинне бути нахилене в поперечних і поздовжніх напрямках, робляться дренуючі шари. Основа під дорогою вирівнюється і в ньому створюється ухил, який може бути односхилим або двосхилим. Місця, де може накопичуватися вода, вирівнюють і засипають недренуючим ґрунтом.

Поза містом вода з проїжджої частини видаляється в дорожні кювети. Їх ширина складає 1-2,5 м. Вода збирається в них і відводиться у водоприймачі: стічні канави, природне або штучне водоймище, русло річки. Для цього у кюветі створюється ухил 1-4%, укріплений газонною травою, каменем, уламковим або бетонним каменем.

У населених пунктах вода через лотки збирається у міській каналізації. Пристрої для її відведення постійно чистяться, щоб забезпечити необхідну пропускну здатність.

Вода, яка просочується в ґрунт, становить небезпеку для дороги. Вона відводиться через шари просочування, наприклад, гравій. У ньому розміщуються дренажні труби з прорізами чи отворами. Вони можуть бути із пластику, бетону або кераміки.

Роботи з відведення від дорожньої смуги талих, зливових і паводкових вод робляться перед спорудженням земляного полотна.

Укладання підстилкового шару

На ґрунті робиться піщана подушка товщиною 20-40 см. Без неї можна обійтися, але вона значно перешкоджає надходженню вгору вологи з ґрунту та покращує дренаж. Він необхідний для запобігання розмиттю та морозному пученню, що призводять до появи западин та утворення тріщин у бетонному моноліті. Найбільші проблеми створює ґрунт із глини, торфу та будь-який інший, який здатний накопичувати воду. Він частково зрізається і на дно засипається каміння великих фракцій, а потім гравій. Висота шарів після укочування становить близько 30 см. Від їх підготовки залежать витрати і те, скільки часу будуватимуться бетонні дороги. Мінімальна товщина основи залежить від типу ґрунту та кліматичної зони. Вона визначається за таблицями. Між усіма шарами різних матеріалів викладається геотекстиль.

Розрівнювання кожного шару проводять з дотриманням проектних поздовжнього та поперечного ухилів.

Кам'яні матеріали основи зазвичай зміцнюють речовинами, що мають в'яжучі властивості. Це може бути цемент або відходи промисловості: гранульований металургійний шлак із добавкою зола теплових електростанцій, мелений шлак. Шари повинні бути монолітними, що досягається за рахунок застосування в'яжучих складів та ретельного укочення.

Для проходження будівельних машин часто потрібне збільшення міцності додаткового нижнього шару. Для цього його зміцнюють терпкими складами.

Опалубка

Опалубку виготовляють із пиломатеріалів по висоті заливки, яка становить 100-150 мм. Вибираючи її за висотою, слід враховувати, що на краях бетонної плити робляться ребра, що підвищують її міцність. Товщина дощок має бути не нижче 50 мм. Їх покривають складом, що полегшує від'єднання від застиглої плити. До опалубки з дерева пред'являються вимоги міцності від розпору свіжого бетону та зусиль, що виникають при роботі бруса, що трамбує.

Якщо застосовуються важкі дорожні машини з ущільнення та обробки бетону, встановлюється потужна опалубка зі сталі. Вона не коробиться і служить значно довше. У її основі є підошва, що підвищує стійкість.

Секції опалубки встановлюються в лінію та надійно кріпляться. Особливо це важливо, якщо вібрування бетону роблять важкими машинами. У місцях зниження рівня основи під опалубку підливають шари для більшої стійкості.

Бетонні дороги: технологія виготовлення плит

Перед укладанням бетону встановлюють температурні шви, що дозволяють плитам переміщатися по вертикалі та горизонталі при їх розширенні чи стисканні.

1. Температурні шви

Заливальні секції повністю поділяються. Для заповнення швів застосовується матеріал, що поглинає енергію: картон ізоляційний, м'яка деревина, пробка з бітумом. Для запобігання від сміття та каміння верхньої ділянки шва на глибину 40-50 мм необхідно зробити гідроізоляцію герметиком. Якщо вона не буде вчасно зроблена, при розширенні плит бетон через каміння може відколотися.

Відстань між швами у помірному кліматі досягає 20-30 м. Надійність покриття для довгих плит становить 50%, а для коротких – 85%. Вона характеризується стійкістю до тріщиноутворення між капітальними ремонтами. Монолітність покриття підтримується за рахунок сталевих стрижнів, розміщених у швах.

Їх встановлюють через бічні грані або за допомогою спеціального пристрою на бетоноукладачі. Коли проміжки між сусідніми плитами знаходяться на відстані більше 6 м, зверху покриття встановлюють проміжні шви на глибину 1/3 від товщини бетону. Такі несправжні шви роблять і по осі дороги.

Ширина двох смуг дороги становить 6-9 м. Між ними також робиться температурно-усадковий шов, щоб не утворилися поздовжні тріщини.

2. Укладання бетону

Підстилковий шар закривається водостійким папером, гідроізоляцією або зволожується. Бетон укладається за товщиною за один раз. Якщо використовується армування, спочатку заливається шар завтовшки 30-40 мм, на нього укладається сітка, а потім до кінця заповнюється опалубка.

Бетонна суміш повинна наносити швидко, оскільки вона життєздатна короткий час. Розбавляти водою її не можна, оскільки це призведе до погіршення механічних властивостей плити.

Через великі обсяги до місця заливки поставляється готовий заводський бетон. Після вивантаження з автомашини він розрівнюється спеціальною машиною, обладнаною лопатями із приводом. Суміш вивантажується по 1 м 3 і рівномірно розміщується, інакше велика купа матиме в основі більшу щільність, ніж в інших місцях. У процесі вирівнювання ця нерівномірність зберігається, що може призвести до підвищеної усадки малоущільнених ділянок. При цьому на поверхні плити утворюються западини. Найкращим варіантом є рівномірне укладання бетону в 2-3 шари.

3. Ущільнення бетону

Устаткування для ущільнення бетону є брусом з дерева або металу, на який впливають закріплені на ньому пневматичні молотки. Він поринає в бетонну суміш і переміщається всередині неї. Коли обробка ділянки закінчується, брус піднімають та переносять на іншу ділянку.

При використанні арматури вібраційний брус має бути від неї на відстані 5-7 см вище.

Вібраційна машина містить крім вібраційного також брус, що розрівнює, який розташовується попереду.

До пластичності бетонної суміші пред'являються спеціальні вимоги. Вона має бути досить рухливою, але не надто рідкою, інакше відбувається її опливання, перетікання через опалубку – погіршується міцність.

Після невеликого твердіння бетонну плиту поливають водою, щоб не утворилися тріщини від висихання. Її покривають піском, солом'яними матами, мішковиною чи брезентом. Сучасним способом захисту від випаровування є розпилення на поверхні плити герметика, що твердне. Плівкоутворюючу речовину наносять на всю поверхню та бічні грані. Перед цим потрібно видалити із покриття зайву вологу.

Низька суміш приводить до необхідності проведення частих ремонтів дороги.

Висновок

Технологія будівництва бетонних доріг постійно вдосконалюється завдяки наступному:

1. Підвищення кваліфікації та досвіду фахівців.
2. Наявності багатофункціональної та високопродуктивної техніки.
3. Поліпшення технічної оснащеності, що дозволяє скоротити ручну працю.
4. Застосування нових сучасних матеріалів.

Незважаючи на велику вартість, витрати на ремонт бетонних доріг значно менші, ніж на ремонт асфальтних.

7.1. Для бетонів і розчинів слід застосовувати портландцемент марки не нижче 400.

7.2. Марка мозаїчного бетону та цементно-піщаного розчину для покриттів має бути не нижче 200.

7.3. Для покриттів світлих тонів слід застосовувати білий або розбілений портландцемент сірий, а для кольорових покриттів кольоровий білий або розбілений портландцемент з добавкою в кількості не більше 15% за масою лужностійкого світлостійкого мінерального пігменту.

7.4. Для розбілки до звичайного портландцементу слід додавати кам'яний порошок фракції не більше 0,15 мм із білих або світлих кам'яних матеріалів з межею міцності на стиск не менше 20 МПа (200 кгс/куб.см). Кількість розбілювача має становити 20-40% маси цементу. Застосування гіпсу та вапна для розбілки цементу не допускається.

7.5. Крупність щебеню та гравію для бетонних покриттів та мармурової крихти для мозаїчно-бетонних покриттів не повинна перевищувати 15 мм та 0,6 товщини покриття.

7.6. Для мозаїчних покриттів слід застосовувати фракціоновану мармурову крихту у співвідношенні за обсягом 1:1:1 відповідно фракцій 2,5-5 мм, 5-10 мм та 10-15 мм.

7.7. Щебінь, гравій та мармурова крихта по міцності повинні відповідати вимогам, наведеним у табл. 1.

Таблиця 1

7.8. Для лугостійких бетонних і цементно-піщаних покриттів слід застосовувати щебінь, гравій та пісок із щільних вапнякових (серпентинітів, порфіритів, вапняків, доломітів) або вивержених порід (діабазів, гранітів та ін.) або основних доменних шлаків. Допускається використання чистого кварцового піску.

7.9. Зразки матеріалів, що застосовуються для лугостійких покриттів, повинні витримувати не менше 15 циклів поперемінного насичення розчином сірчанокислого натрію та подальшого висушування без появи ознак руйнування. Випробування слід проводити відповідно до ГОСТ 8267-93.

7.10. Витрата цементу (незалежно від марки) для бетону лугостійких покриттів має бути не менше 500 кг/куб.м., а для розчинів – не менше 600 кг/куб.м.

7.11. Для безвикривних бетонних, мозаїчних та цементно-піщаних покриттів слід застосовувати щебінь та пісок, приготовані з чистих кам'яних матеріалів вапняку, мармуру та ін., що не утворюють іскор при ударах сталевими або кам'яними предметами. Відсутність іскор має бути перевірена випробуванням бетонів (розчинів) та їх заповнювачів на стандартному точильному колі.

7.12. Витрата великих заповнювачів (щебінь, гравій, мармурова крихта) для всіх видів бетонів має бути не менше 0,8 куб. на 1 куб. бетону, а піску - в межах 1,1-1,3 від обсягу порожнин у великому заповнювачі.

7.13. Бетони та розчини слід укладати на вологу, але без скупчення води основу смугами (дільницями), обмеженими маячними рейками (дерев'яними брусками, металопрокатом та ін.)

7.14. Укладання смуг здійснюють через одну. При бетонуванні проміжних смуг раніше забетоновані використовують як напрямні та опалубку.

Ширина смуг вибирається з урахуванням технічних характеристик обладнання та відстані між колонами в будівлі.

7.15 . У покритті, яке виконується без вакуумування, ущільнення слід проводити віброрейками до припинення рухливості бетону або розчину та рівномірної появи вологи на поверхні.

Загладжування поверхні слід закінчувати до початку схоплювання бетону чи розчину.

7.16 Вакуумування бетону слід проводити відповідно до п.п. 3.6 та 3.7 Рекомендацій.

7.17. Перше загладжування провакуумованого бетону слід проводити машиною, оснащеною диском, що вирівнює, безпосередньо після вакуумування суміші. Остаточне загладжування слід проводити машиною з лопатевим пристроєм, що загладжує через 3-4 ч. після першого.

7.18. Пристрій зміцненого верхнього шару можна виконувати по виконаному покриттю як звичайним способом, так і із застосуванням вакуумування.

Роботу зміцнення поверхні слід починати після досягнення бетоном міцності, при якій він витримує вагу людини.

Перед нанесенням сухої суміші бетон необхідно загладити для розм'якшення кірки, що утворилася на поверхні. Після появи загладженої поверхні бетону вологи необхідно вручну або за допомогою механічного розподільника нанести на бетон зміцнювальну суміш.

Нанесення зміцнюючої суміші слід проводити за 2-3 прийоми. У перший прийом наноситься 2/3 загальної кількості суміші. Суміш повинна повністю рівномірно просочитися вологою, що підсмоктується з бетону, про що судять по рівномірному потемнінню кольору суміші. Додавання води до зміцнюючої суміші забороняється.

Загладжування поверхні роблять машиною з диском, кромки якого повинні мати плоске положення, щоб уникнути утворення бульбашок і раковин. Ділянки, що не піддаються загладжуванню машиною, повинні бути загладжені вручну. Після нанесення суміші, що залишилася, повторюють загладжування.

Остаточну обробку зміцненої поверхні слід проводити машиною з лопатями.

При влаштуванні бетонних покриттів із застосуванням вакуумування нанесення зміцнюючої суміші проводиться безпосередньо на відвакуумовану та загладжену поверхню бетону.

7.20. Для бетонних покриттів підлог, що зміцнюються, виконуються традиційним способом, рекомендується бетон наступних складів, мас. ч.:
- клас бетону В30 (400 кгс/кв.см.)
- цемент М400-1,0
- Щебінь кр. до 20 мм -1,7
- Пісок -1,0

із застосуванням вакуумування:
- клас бетону В22,5 (300 кгс/кв.м)
- цемент М400-1,0
- Щебінь кр. до 20 мм -2,4
- Пісок -1,4
- в/в -0,4-0,42 (з урахуванням води, що міститься у добавках)

Для підвищення тріщиностійкості покриття в бетонні суміші доцільно вводити гумову гумову дисперсію (ТУ 33.108.004-82) в кількості 15% маси цементу.

Кількість води має уточнюватись на пробних замісах з таким розрахунком, щоб рухливість бетонної суміші, виміряна по осаді стандартного конуса, становила 10-12 см.

7.21. Для приготування сухих сумішей, що зміцнюють, склад яких підбирається лабораторним методом використовуються:
- цемент марки не нижче 400;
- металовмісний матеріал або кам'яні матеріали (граніт, гравійний щебінь, кварц).

7.22. Багатобарвні мозаїчні покриття слід влаштовувати з роздільними жилками з металу, скла або полімерних матеріалів.

У місцях примикання покриттів до колон і пілястр слід встановлювати жилки або прокладки з руберойду.

7.23. Шліфування покриттів слід проводити до максимального оголення заповнювача після досягнення бетоном міцності, при якій виключається можливість фарбування заповнювача.

7.24. Для полегшення шліфування поверхню бетону змочити водою з додаванням ПАР. Змочується рідина повинна тонким шаром покривати поверхню, що обробляється.

7.25. При спеціальному зазначенні у проекті слід проводити полірування мозаїчного покриття.

7.26. Перед відновленням бетонування затверділа вертикальна кромка укладеного раніше бетону повинна бути очищена від бруду та пилу та промита водою. У місцях робочих швів ущільнення та загладжування бетону (розчину) слід проводити доти, доки шов стане непомітним.

7.27. Бетонні, цементно-піщані та мозаїчно-бетонні покриття протягом 14 діб після їх влаштування повинні витримуватися у вологих умовах (вологі тирса, п/е плівка тощо).

7.28. Плінтуси в місцях примикання підлоги до стін, перегородок, колон тощо. слід виконувати після закінчення зволоження.

Бетонні підлоги бувають просто необхідні на деяких об'єктах: у складських приміщеннях, на терміналах, у гаражах та інших. Тобто там, де передбачається високе навантаження на підлогу, яке інше покриття просто не витримає. Популярність цього покриття пояснюється так само тим, що влаштування бетонної підлоги, хоча і вимагає дотримання технології, але цілком під силу для самостійного виконання.

Етапи влаштування бетонної підлоги

До бетонних підлог висувається низка вимог, яким вони повинні відповідати: довговічність, висока хімічна стійкість, герметичність, стійкість до навантажень, відсутність пилу.

Для того, щоб отримати бетонне покриття, яке відповідає всім цим вимогам, необхідно виконати дві умови: використовувати якісні матеріали та суворо дотримуватися технології, в якій виділяють чотири основні етапи:

• підготовка основи;
• укладання бетону у стяжку;
• фінішна обробка поверхні;
• нарізування швів, їх герметизація.

Укладання підлоги можна проводити як по вже існуючій цементобетонній основі, так і по грунтовій.

Влаштування бетонної підлоги по грунту хоч і економічний, але досить трудомісткий спосіб облаштування підлоги. Його доцільно облаштовувати у тих місцях, де досить сухо. Якісно виконана підлога по ґрунту має шарувату структуру.

Існує кілька варіантів, але найчастіше пиріг підлоги по ґрунту виглядає так:

• грунтова ущільнена основа;
• шар підсипки з річкового піску;
• шар щебеню або керамзиту;
• гідроізоляція;
• бетонна стяжка (чорнова);
• пароізоляція;
• утеплювач;
• армована стяжка (чистова).

За необхідності до цієї схеми вносять корективи, залежно від завдань та умов. Від цього залежить також і технологія влаштування бетонної підлоги. Така підлога потребує ретельної підготовки основи.

Підготовка основи

При укладанні на стару бетонну основу проводять ретельну підготовку: тріщини розширюють та заповнюють ремонтним складом із цементно-піщаної суміші або полімеру. У місцях, де основа не підлягає ремонту, її повністю знімають та укладають новий бетон. Перепади висот нівелюють, пил ретельно прибирають.

Підготовка ґрунтової основи починається з нівелювання, що дозволяє оцінити обсяг майбутніх земляних робіт та визначити рівень підлоги. Потім ґрунт утрамбовують за допомогою спеціальних машин, що дозволяє надалі уникнути просадок і розтріскування підлоги. Далі укладається «подушка» з річкового піску і теж утрамбовується за допомогою ковзанок або вібротрамбуючих машин. Для того щоб щільність подушки була достатньою, піску укладають на 25% більше, потім змочують і тільки після цього утрамбовують до потрібної товщини. Поверх піску засипається шар гравію або керамзиту.

Гідроізоляція

Гідроізоляція з одного боку повинна перешкоджати вбирання вологи основою з бетонної стяжки, а з іншого – запобігає проникненню вологи з ґрунту. Виготовляється вона із застосуванням полімерних мембран або рулонних матеріалів, іноді застосовують товстий поліетилен без ушкоджень.

Гідроізоляцію укладають внахлест із напуском на стіни (15-20 см), стики проклеюють скотчем.

Укладання бетонної основи (чорнової)

Цей шар відіграє роль основи для гідроізоляційних матеріалів. Чорнову стяжку виконують з так званого «худого бетону» із застосуванням щебеню (фракція 5 – 20). Вимоги до неї не надто високі, тому вона укладається досить просто. Товщина має бути не менше 40 мм, перепади по горизонталі – не більше 4мм.

Укладання пароізоляції

Шар пароізоляційних матеріалів (оптимальним рішенням будуть полімерно-бітумні мембрани, але й інші варіанти теж годяться) укладається на чорнову бетонну основу.

Утеплення підлоги

Дуже важливо оцінити, наскільки потрібна ця процедура, і який матеріал для утеплення підлоги краще використовувати. Як утеплювач варто віддати перевагу матеріали стійкі до впливу вологи, або забезпечити їх хорошу гідроізоляцію. Найчастіше використовують як утеплювач пінопласт, екструдований пінополістирол, мінеральну вату.

Укладання фінішної стяжки

Укладання фінішної стяжки відбувається у кілька етапів:

• Армування (може здійснюватися за допомогою дорожньої сітки, а при підвищених навантаженнях краще використовувати каркас із лозин від 8мм у діаметрі).
• Заливання бетонної суміші (краще скористатися послугами орендованої спецтехніки).
• Установка маяків (маякові рейки встановлюють приблизно з відривом двох метрів друг від друга, те щоб ними можна було оперти кінці правила).
• Заливка підлоги (здійснюється на 1,5 см вище за встановлені маяки).
• Розрівнювання та ущільнення бетону за допомогою віброрейки або правила.

Фінішна обробка поверхні

Після завершення процесу укладання та ущільнення бетону робиться технологічна перерва, щоб бетон міг придбати міцність. Залежно від температури повітря та його вологості він може бути не менше 3 годин, але не більше 7 (глибина залишеного на ньому сліду має становити 2-3 мм). У цей період здійснюється грубе затирання підлоги за допомогою машин або дисків. Трохи пізніше, коли глибина залишеного сліду дорівнюватиме 1 мм, виконують фінішну затирку.

Іноді, щоб отримати більш міцну та довговічну основу, використовують топпінг, спеціальну суміш на основі цементу та інших речовин, яка втирається в бетон. Застосування спеціальних полімерних просочень дозволяє вирішити проблему пилу.

Нарізка швів у бетоні

Бетон у стяжці є досить крихким матеріалом, хоч як це дивно звучить, і схильний до розтріскування. Для того, щоб обмежити цей процес, у бетонній стяжці нарізають деформаційні шви. Їх існує три види:

• ізоляційні – робляться у місцях зіткнення підлоги з усіма конструкціями будівлі: стінами, колонами, та перешкоджають передачі вібрацій;
• усадочні – знімають напругу під час висихання та усадки бетону, що відбувається нерівномірно;
• конструкційні - робляться в тих місцях, де відбувається дотик бетонів, покладених у різний час.

Нарізатися шви повинні, як тільки бетон набуде достатньої міцності, але до появи довільних тріщин. Розташування швів відзначають крейдою, нарізають в тій послідовності, в якій відбувалося укладання бетону. Глибина нарізки становить приблизно 1/3 товщини бетонної стяжки. Щоб полегшити догляд за швами та зміцнити їх краї, здійснюють герметизацію. Тип герметика вибирають залежно від умов експлуатації та передбачуваного навантаження на підлогу. Перед герметизацією, шов ретельно очищають від пилу та сміття. Після ретельного виконання всіх етапів стяжці дають можливість затвердіти і висохнути.

Резюме

Укладання бетонної підлоги – процедура, яка може виконуватися не лише професіоналами, а й самостійно. У будь-якому випадку, слід приділити пильну увагу дотримання всіх етапів технологічного процесу, деякі нюанси та тонкощі якого були висвітлені у статті. Такий підхід дозволить отримати в результаті міцну, довговічну підлогу, яка відмінно витримує великі навантаження і гідно справляється зі своїм завданням.