БЕТОН

Это искусственный камень, получаемый в результате затвер­дения бетонной массы. Состоит из смеси цемента, заполнителей разной крупности и воды.

Песок, гравий, используемые в бетоне, должны быть чистыми, так как загрязнения снижают его прочность. При необходимости материалы хорошо промывают. Цемент применяют той марки, которая позволяет получить бетон нужной прочности. Вода тоже должна быть чистой.

Бетонная масса может быть разной консистенции — густоты. Жесткая (как бы влажная земля) при укладке требует сильного уплотнения; пластичная (относительно густая и более подвиж­ная) нуждается в меньшем уплотнении; литая — это подвижная масса, почти самотеком заполняющая форму.

Консистенция (густота) бетонной массы зависит от количе­ства воды, при избытке которой она расслаивается, а прочность бетона снижается. Если одновременно добавлять воду и цемент, не меняя соотношений между ними, то прочность бетона остает­ся без изменениям Чем гуще масса и чем сильнее она уплотняет­ся (трамбуется), тем выше прочность бетона, и наоборот.

Если в бетонную массу положить стальную (железную) ар­матуру, то .получим железобетон — более прочный бетон.

Желательно готовить и укладывать более густую массу с осадкой конуса 2—6 см. Однако уложить и хорошо уплотнить ее можно только в крупных конструкциях с редко расположен­ной арматурой. Чем тоньше конструкция и чем чаще располо­жена в ней арматура, тем пластичнее должна быть бетонная масса.

Нормы предусматривают следующую консистенцию бетонной массы с осадкой конуса в сантиметрах:

подготовка под фундаменты и полы — 2—3 см;

массивные конструкции без арматуры (фундаменты, стены) или с редко расположенной арматурой — 3—6 см;

обычные железобетонные конструкции (балки, колонны, пли­ты) с арматурой средней густоты — 8—12 см;

тонкие стены, колонны и балки малых сечений, а также кон­струкции с густой арматурой— 12—14 см.

Измерение консистенции. Консистенцию бетонной массы изме­ряют специальным' металлическим конусом с очень гладкой внут­ренней поверхностью (без швов). Высота конуса — 30 см, шири­на в нижнем основании — 20, в верхнем—10 см. Сбоку конус имеет две ручки, внизу его укрепляют два упора в виде лапок или скоб, на которые надо встать ногами, прижимая конус к го­ризонтальной площадке (широкая доска, фанера, лист стали или пластмассы). Для проверки готовят бетонную массу, смачивают площадку водой, ставят на нее конус, прижимают ногами, напол­няют его в три слоя по 10 см бетонной массой, каждый слой про­тыкают 25 раз стержнем-штыком из круглой стали диаметром 15 мм. Такое уплотнение называется штыкованием. Наполнив конус, излишнюю бетонную массу срезают вровень с краями. После этого конус за ручки медленно поднимают вертикально. Освобожденная из него бетонная масса начинает медленно осе­дать, меняя свою форму. Как только бетонная масса прекратит оседать, рядом с ней ставят конус, кладут на его верхнее основа­ние рейку и измеряют расстояние от нее до осевшей массы ли­нейкой с сантиметровыми делениями. Чем жиже консистенция бетонной массы, тем больше она оседает, и наоборот.

Примерная осадка бетонной массы: жесткой — от 0 до 2 см; пластичной — от 6 до 14 см; литой — от 17 до 22 см. Бетонная масса не должна выделять воду и расслаиваться.

Подбор заполнителей. При подборе заполнителей надо стре­миться к тому, чтобы гравий, щебень и песок имели зерна раз­личной крупности. В этом случае между зернами почти не будет пустот. Принято считать, что объем пустот в песке не должен превышать 37%, в гравии — 45, а в щебне — 50%. Чем меньше пустот в крупном заполнителе (гравии или щебне), тем меньше потребуется песка и сократится расход цемента.

Проверить пустотность в заполнителе можно довольно про­стым способом. Подобранную смесь или отдельно гравий, ще­бень, песок насыпают в 10-литровое ведро. Не уплотняя, сравни­вают с краями, отмеривают воду и заливают ее тонкой струей в ведро до краев. По объему влитой воды определяют пустот­ность: если ее влито, например, 4,5 л, то пустотность — 45%.

Состав заполнителя подбирают с помощью стандартных сит. Гравий или щебень просеивают через сито с ячейками диамет­ром 80, 40, 20, 10 и 5 мм; песок — 5; 2,5; 0,6; 0,3 и 0,15 мм. Зерна, остающиеся на каждом из сит, называются фракцией заполни­теля.

Рассмотрим два способа подбора заполнителя.

1. Наибольшая крупность заполнителя — 40 мм. Просеивают гравий или щебень на сите 40 мм. Остаток на этом сите называ­ется верхним остатком. Затем то, что прошло через сито 40 мм, просеивают на сите 20 мм. Остаток этого сита называется пер­вой фракцией с зернами крупностью от 21 до 40 мм. То, что прошло через сито 20 мм и осталось на сите 10 мм, является вто­рой фракцией с зернами крупностью от 11 до 20 мм. То, что прошло на сите 10 мм, просеивается на сите 5 мм, остаток даст третью фракцию с зернами крупностью от 6 до 10 мм. То, что прошло сквозь сито 5 мм, называем нижним остатком.

Для приготовления крупнозернистой смеси часто берут по объему: по 5% верхнего и нижнего остатка и по 30% первой, вто­рой и третьей фракций. Верхний остаток можно заменить первой фракцией в количестве 5%.

Крупнозернистую смесь такого состава можно приготовить из двух фракций: 50—65% — первой, 35—50% — третьей или из трех: 40—45% — первой фракции, 20—30% — второй и 25—30% — третьей.

2. Наибольшая крупность заполнителя — 20 мм. Просевая заполнитель на сите 20 мм, а то, что прошло через него,—на сите 10 мм, получают первую фракцию с крупностью зерен от 11 до 20 мм. Затем то, что прошло через сито 10 мм, просеива­ют на сите 5 мм и получают вторую фракцию с зернами от 6 до 10 мм. Наконец, то, что прошло через сито 5 мм, просеивают на сите 3 мм и получат третью фракцию с зернами от 4 до 5 мм.

Смесь можно готовить из трех фракций: 60%—первой, 30—35%—второй и 10—5%—третьей или из двух: первой — 45—60% и второй — 55—40%.
Песок сначала просеивают на сите 2,5 мм, а то, что прошло через него,—на сите 1,2 мм и получают первую фракцию. То, что прошло через сито 1,2 мм, просеивают на сите 0,3 мм и по­лучают вторую фракцию. Для приготовления песчаной смеси пер­вой фракции берут 20—50%, второй — 80—50%.

 Таким образом подбирают зерновой состав гравия или щебня и песка. Отмерив нужное количество заполнителя разных фрак­ций, их необходимо хорошо между собой перемешать, чтобы зер­на равномерно распределились по всей своей массе.

Размеры крупного заполнителя должны быть не более 1/4—1/5 наименьшего размера конструкции детали. Для тонких плит наибольшая крупность заполнителя может достигать 1/3 и даже ¹/₂ толщины плиты. Для железобетонных конструкций с гу­стой арматурой наибольшая крупность зерен должна быть не бо­лее 40, а иногда и 20 мм. Размер зерен заполнителя не должен быть больше ³/₄ расстояния между стержнями или прутьями ар­матуры.

Цемент надо применять такой марки, которая превышала бы заданную марку бетона в 2—3 раза (для портландцемента — в 2 раза, для других цементов — в 3 раза). Например, для бетона марки 150 кг)см² следует применять цемент марки не менее 400 кг/см².

Избыток цемента в бетоне приводит к перерасходу послед­него, а недостаток уменьшает его плотность, водопроницае­мость, морозостойкость, приводит к ржавлению уложенной арма­туры.

При приготовлении бетонной массы смесь заметно уменьшает­ся в объеме. Из 1 м³ сухой смеси получается от 0,59 до .0,71 м³ бетонной массы. Поэтому для приготовления 1 м³ бетонной массы следует брать гораздо больше сухих материалов. Например, для одного состава бетона требуется 0,445 м³ песка, 0,870 м³ гравия, 0,193 м³ цемента (250 кг), 178 л воды; для другого — 0,395 м³ песка, 0,880 м³ гравия, 0,198 м³ цемента (260 кг), 185 л воды; для третьего — 0,445 м³ песка, 0,880 м³ гравия, 0,204 м³ цемента (265 кг), 189 л воды.

Таким образом, умелый подбор зернового состава заполните­ля позволяет получить бетон одной и той же марки, но с разным содержанием цемента. Составы обычных бетонов приведены в таб­лицах 8 и 9. В последней из них не указывается количество воды, оно подбирается в зависимости от требуемой консистенции бе­тонной массы.

Подобрав крупные заполнители, их отмеривают объемными частями и перемешивают. Соответствующий песок также отмери­вают в нужном количестве и засыпают на боек (деревянный щит) ровным слоем в виде грядки. На грядку насыпают цемент, и все тщательно перемешивают (гарцуют) до получения однород­ной смеси. Затем цементно-песчаную смесь гарцуют с гравием или щебнем до полной однородности сперва в сухом виде, затем постепенно поливают из лейки отмеренной водой и многократно перелопачивают до получения совершенно однородной по составу и густоте бетонной массы, которую тут же используют в дело (не позднее часа, считая с минуты затворения водой).