Изготовление бетона: требования, соотношение материалов, замес и заливка

Бетон — это уникальный материал. Его используют не только в строительстве для возведения зданий, начиная от крепчайшего фундамента и заканчивая полным возведением стен и крыши. Из него также можно изготовить и штучные предметы, такие как тротуарную плитку, балясины, вазы и даже столешницы для кухни или гостиной. Современные способы приготовления бетона и его обработки позволяют возвести этот материал практически на ступень вровень с такими натуральными материалами, как гранит или мрамор. Хоть он и не достаточно эстетичен как последние, зато уж точно известно, из чего он сделан, и нет того обязательного радиационного фона, которым зачастую обладают натуральные камни. Если решено отказаться от покупного бетона, то следует уяснить, как сделать бетон своими руками необходимого качества, который подойдет доля решения поставленной задачи и будет обладать достаточной прочностью и долговечностью.
Хоть и процесс приготовления бетона довольно прост, однако необходимо учесть целый ряд особенностей и моментов, которые определят его качество и пригодность. В зависимости от того, для каких целей он готовится, изменяется и рецептура и способ его использования. Итак, в первую очередь определимся, что такое бетон и какие основные характеристики у него есть.

В общем случае состав бетона представляет собой смесь из цементного раствора и наполнителя. Так что основными ингредиентами являются:

В дополнение современные технологии предполагают использование специальных добавок – пластификаторов. Их роль — придать бетону некоторые уникальные свойства.
Основной характеристикой бетона является его прочность на сжатие. Не будем вдаваться в подробности о том, как оценивался на прочность бетон в разные времена, и остановимся на современной, используемой повсеместно, системе. Прочность бетона выражается в мега паскалях (МПа), которые определяют давление, выдерживаемое определенным классом бетона. На основании прочности бетон подразделяется на марки. В странах СНГ согласно ГОСТу классы обозначаются как В7,5 – В80. Различие зависит от типа используемого цемента (М300-М600), песка и фракции, а также породы щебня. Цифра в названии класса обозначает давление в Мпа, которое бетон выдерживает в 95% случаях.
Наиболее простой вариант бетона — это простая смесь цементного раствора и крупного песка. Такой бетон в основном используется в качестве подложки под фундамент. Приготовление можно выполнять прямо на дне опалубки под фундамент. При этом добавляется совсем немного воды для того, чтобы смесь приобрела плотность как у мокрой почвы. О прочности в данном случае говорить не приходиться, зато как защита для основного фундамента от проседания и чрезмерной влаги подходит такой бетон отлично.
Более прочные бетоны подразумевают использование в качестве наполнителя разнообразный щебень с фракцией от 2-3 мм идо 30-35 мм. Качество бетона напрямую зависит от чистоты и состава всех его компонентов. Так что прежде чем разбираться с пропорциями и способами приготовления, чтобы сделать раствор бетона правильно, стоит рассмотреть каждый компонент в отдельности.
Требования к составляющим бетона
Цемент
Цемент это основной и единственный ингредиент бетона, который связывает все компоненты воедино. Наиболее подходящим для приготовления бетона является портландцемент. Отличается он повышенным и превалирующим содержанием силикатов кальция (до 78-80%), что обеспечивает улучшенную адгезию и склеивание материалов. Однако в зависимости от поставленной задачи используются и другие типы цемента.

Наиболее подходящая для частного строительства марка цемента 500. Можно использовать и стандартную М400, только это скажется на долговечности того же фундамента.

Портландцемент помимо хорошей адгезии лучше подходит для работы при пониженных температурах. Даже при этом нельзя проводить работы с бетоном при температуре ниже 16 градусов. Если уж имеется веская причина использовать бетон при более низких температурах, то потребуются специальные добавки и пластификаторы, но об этом чуть позже. Для работы в жаркую погоду лучше подойдет шлакопортландцемент.
В отечественной маркировке цемента кроме обозначения его заявленной прочности в тех же Мпа, которое отмечается в качестве марки, есть еще и обозначение «Д», после которого проставляется цифра обозначающая количество сторонних примесей в цементе. Собственно для приготовления качественного бетона подойдет цемент М500-Д0 или М500-Д20, то есть с примесями от 0 до 20%.

Цемент должен быть сухим и сыпучим. Ни в коем случае не приобретайте отсыревший или комковатый цемент, также не следует чрезмерно экономить и покупать немаркированный, лежалый или уцененный цемент. Все-таки бетон будет использован для возведения ответственных элементов дома, так что от этого зависит и ваше благополучие и безопасность. В непригодных условиях цемент может очень быстро набрать влагу из воздуха и потерять значительную часть своих качеств.
Приобретать необходимый объем цемента лучше максимум за 2 недели до непосредственного использования или же за несколько дней. Проверяйте наличие маркировки и целостность упаковки.
Песок

Вне зависимости от того, какой заполнитель щебень или гравий будет использоваться, потребуется также и песок. Лишь в некоторых случаях обходятся без него, когда имеется возможность утрамбовать и подобрать крупный заполнитель так, чтобы промежутки между всеми составляющими были минимальными.

Подходящий для приготовления бетона песок должен иметь фракцию от 1,5 до 5 мм, лучше всего когда он имеет равномерный размер с разбегом не более 1-2 мм. В составе песка не должно быть посторонних примесей. Всевозможные растительные остатки, строительный мусор и любые включения, которые со временем могут распасться или сгнить, пагубно повлияют на прочность бетона. Для надежности, если песок не совсем чист, лучше его пропустить через сито с достаточно маленькими ячейками. Собственно тоже самое относится и к щебню.

Лучше всего подходит речной песок, он хоть и дороже овражного, зато имеет подходящий размер крупиц и не содержит илистых включений и глины. В отличие от цементных растворов, которые используются для возведения кирпичной кладки или оштукатуривания, в которых наличие глины может разве что посодействовать, ведь легче его будет разравнивать, в бетоне она не допустима. Важно обеспечить максимальную адгезию цементного раствора с крупными заполнителями, которые и определяют общую прочность бетона. Так что песок с суглинками или с крупицами менее 1 мм лучше вовсе не использовать для приготовления бетона, ведь избавиться от них очень сложно. Для этого применяют процедуру промывки и отстаивания песка, что даже в промышленных условиях не всегда выгодно и легко.

Как вариант, для мест, рядом с которыми имеются каменные карьеры, можно использовать искусственный тяжелый песок. Он получается в результате дробления горных пород, отличается большей массой и плотностью. Если его нормально промыть и отсеять по размеру частиц, то он будет даже несколько лучше речного песка. Важно лишь учесть при приготовлении и при использовании, что бетон получится значительно тяжелей, это важно, если он используется в устройстве стяжек поверх межэтажных перекрытий. Значительным препятствием для использования тяжелого искусственного песка может стать разве что возможно повышенный радиационный фон, что зависит от такового у материнской породы.
Заполнитель. Щебень, гравий

Основную прочность бетону дает именно заполнение гравием или щебнем. Морская или речная галька ни в коем случае не подходит, ведь ее поверхность отполирована водой и не обеспечивает должного сцепления с раствором. Лучше всего подходит материал, получаемый как раз из раздробленной горной породы.

Немаловажно при этом учитывать характеристики породы, которую использовали при этом. Также нередко используется керамзит или другие подобные материалы, которые достаточно прочные, но при этом легкие. Ниже будет рассмотрен принцип, по которому можно подобрать подходящий материал для приготовления бетона, который обеспечит необходимую прочность и надежность для конкретных ситуаций. Размер гравия или щебня может варьировать в пределах от 8 до 35 мм, более крупные куски используются по большей части на производствах, да и то редко. Как и в случае с песком, желательно, чтобы заполнитель содержал как можно меньше пыли или глинистых включений на своей поверхности. Мусор должен быть выбран до того, как гравий попадет в раствор. Чем выше шероховатость на гранях частиц, тем лучше. От этого зависит надежное сцепление.
Для самостоятельного приготовления бетона лучше выбрать либо заполнитель, который сам по себе имеет частицы нескольких размеров, либо смешать крупный гравий со средним. В отсутствии профессионального оборудования для утрамбовки бетона, это обеспечит более плотное прилегание частиц заполнителя друг к другу и не допустит образования крупных пустот. В противном случае последние будут заполняться раствором, а это скажется и на прочности бетона и на расходе самого раствора.

Как песок, так и щебень или гравий, для хранения лучше насыпом складировать поблизости от места использования. Для того чтобы не допустить загрязнения материалов и увлажнения от почвы, лучше расположить насыпи на расстеленном брезенте или участке с прочной основой. В самом простом случае, когда материалы насыпаны прямо на почву, не следует использовать самый нижний слой, который контактирует с ней.
Вода
Очень важен момент выбора воды. Нет, конечно, никакой речи о том, чтобы использовать какую-то особенную воду. Однако она должна быть чистой и без посторонних включений щелочных или кислотных. Нельзя использовать речную или тем более озерную воду, в которой включений хоть отбавляй. Лучше всего руководствоваться простым правилом: вода, которая годна для питья, пригодна и для того, чтобы сделать прочный и хороший бетон дома. Только при соблюдении этого правила можно рассчитывать, что бетон будет прочным и пролежит долгое время без каких-либо повреждений или разрушений.

Добавки

Пластификаторы для бетона

Подбор соотношений материалов для приготовления бетона
Для различных целей требуется и различный состав бетона. Так для формирования фундамента под дом необходим прочный бетон с включением крупного щебня с элементами размером от 20 до 35 мм, и количество раствора достаточное доля закрепления заполнителя. При этом раствор должен быть текучим, потому как требуется надежно утрамбовать бетон и вывести все пузырьки воздуха из него. Однако перед заливкой основной части бетона следуете оснастить подложку. Для этого используется самый простой по приготовлению и менее прочный бетон В7,5 в составе которого кроме цементного раствора может присутствовать только крупный песок. Тем более что для этого раствор бетона делается не жидким, а больше похожим на мокрую почву по консистенции.
Для устройства фундаментов потребуется средняя по величине фракция заполнителя и все также жидкий раствор. Это обеспечит легкость распределения раствора по поверхности достаточно тонким слоем. Также мелкая и средняя фракция заполнителя незаменима при формировании таких элементов как балясины, элементы декора или садовой утвари и заливки, незначительных по объему элементов, таких как крыльцо или ступеньки.
Состав бетона по ингредиентам и их соотношению должен выполняться согласно ГОСТу 7473-94 и СНиП 5.01.23-83. При этом учитывается плотность каждого из используемых ингредиентов и необходимая средняя плотность бетона, которая необходима в конкретной ситуации. После того как подсчитаны весовые и объемные соотношения ингредиентов, можно приступать к запланированному приготовлению и заливке бетона.

Наиболее распространены пропорции бетона, это 1:3:6 частей соответственно цемента, песка и заполнителя и 0,5-1 часть воды в зависимости от необходимой текучести раствора. Однако чаще всего придерживаясь подобной компоновки, получается неудобоварительный результат бетона, и видно это будет лишь спустя время, когда исправить что-либо будет уже достаточно сложно. Лучше всего согласно представленным нормативным документам выполнить несложный, по сути, расчет и предохранить себя от неприятных последствий. Все это связано с тем, что как заполнитель и песок, так и цемент, могут существенно варьировать в параметрах плотности и связывающим характеристикам.

После расчетов следует определиться с практическим способом отмеривания ингредиентов. Ведь на руках сейчас только объемные и весовые параметры, а они несколько несовместимы с таковыми в реальной обстановке. Тот же песок может быть достаточно влажным или чрезмерно рыхлым, так что ведро объемом 10 литров будет содержать далеко не тот вес, который можно предположить из расчетов отношения плотности к объему.
В плане влажности того же песка и гравия лучше их просушить, чем пытаться примерно рассчитать количество порций того или иного ингредиента. А для определения рыхлости и выведения порций достаточно взвесить порции каждого ингредиента применительно к одному объему. То есть берется ведро или другая удобная тара и наполняется без утрамбовки песком, цементом и заполнителем поочередно, и взвешивается полученная порция. Далее путем простых расчетов можно будет перевести полученные ранее расчеты в соотношение ведер.
С помощью чего и где замешивать бетон?
Как ни крути, а для замешивания бетона лучше всего использовать специальные для этого придуманные бетономешалки. Только так можно быстро и качественно перемешать все компоненты и доставить бетон до места назначения, прежде чем он начнет схватываться и расслаиваться. Ручной способ по старинке в кадке не особенно подходит для более-менее больших объемов. При этом нет возможности контролировать перемешивание и добавление ингредиентов так, чтобы это происходило согласно рецепту. Последнее утверждение требует уточнений. Ведь многим не понятно, как, если все делается руками и под постоянным надзором, можно нарушить рецептуру и испортить бетон.
Все очень просто. Есть два варианта изготовления бетона своими руками:

При сухом перемешивании вроде как материалы и распределяются равномерно, однако при добавлении воды и ручном перемешивании нет никакой гарантии, что весь объем промокнет быстро и качественно. В результате получается что на дне остается сухой не перемешанный состав, а следовательно нарушение пропорций. Если тщательно и
олго перемешивать для того, чтобы не осталось сухих комков, то пройдет слишком много времени, и опять-таки раствор начнет схватываться и расслаиваться. На внешний вид это не повлияет, а вот на прочность — да. При добавлении всего в воду опять-таки цемент будет слишком долго замешиваться и не сможет должным образом сцепиться впоследствии с наполнителями. Второй вариант хоть немного, но лучше первого, так что именно так и следует замешивать бетон в малых количествах.

Итак, вариант ручного замеса не особенно хорош. Лучше все-таки взять в аренду бетономешалку, или приобрести и замешивать все в ней. Располагать бетономешалку следует не далее 40 метров от места, где будет использоваться бетон. Это не позволит бетону расслоиться при транспортировке и замесе. Все ингредиенты также должны быть рядом или, по крайней мере, частями доставлены к бетономешалке.
Замес бетона
Объем обычной бетономешалки равен 200 литрам замешиваемого раствора. Именно к этой цифре следует привести все расчеты по количеству каждого ингредиента. Далее начинаем приготовление бетона, постепенно добавляя все в бетономешалку.

Весь процесс должен занимать примерно 10 минут. Если перемешивать слишком долго, то цемент в растворе может начать схватываться.
Транспортировка раствора производится тачкой. В случае если весь замес не помещается в тачку, то оставшийся раствор остается во включенной бетономешалке и перемешивается.
Видео: замес бетона вручную

Заливка бетона
Теперь необходимо правильно залить и распределить бетон. От этого зависит результат вне меньшей степени, чем от двух предыдущих этапов. Бетон — это неоднородный раствор, а потому для правильного его распределения необходимо его утрамбовывать с тем, чтобы заполнитель как можно плотнее скомпоновался внутри раствора. К тому же следует проследить, чтобы не оставалось воздушных пузырей в растворе.
Для поставленной задачи используется вибрация. Применение специализированных виброустановок позволяет качественно и быстро утрамбовать бетон. Для фундаментов и стен используется специальный инструмент, у которого имеется вибрирующий шланг. Его погружают в раствор, и тем самым происходит утрамбовка. Для тонких слоев, таких как стяжка, используются поверхностные аппараты, у которых имеется длинная рейка. Под действием мелкой вибрации от привода ее перемещают по поверхности. При этом поверхность бетона выравнивается, и он сразу же утрамбовывается.
В процессе заливки бетона необходимо воспользоваться заостренным прутом арматуры и прокалывать раствор на всю глубину. Так выпускается весь воздух, который мог застрять в сетке армирования и в самом растворе. Так как заливка производится постепенно, то и при прокалывании новой порции бетона, следует углубляться хотя бы на 10 см в предыдущий слой для надежного их скрепления.
В результате описанных действий заполнитель бетона должен плотно утрамбоваться, а на поверхность выступить ровный слой раствора. Последним этапом останется лишь сравнять по уровню верхний слой. Это можно делать в несколько заходов по мере сцепления раствора и его высыхания в течение двух-трех часов.

Рекомендуем почитать подробнее о самостоятельном строительстве опалубки.

Если нет возможности приобрести или арендовать профессиональное оборудование, то следует постараться выполнить, то же самое вручную. В случае с фундаментом необходимо создать вибрацию. Для этого кувалдой наносятся равномерные удары по бокам опалубки. Бить следует не по доскам щитов, а по брусьям, которые их скрепляют.
Для равномерного высыхания и защиты бетона от внешних факторов необходимо накрыть его пленкой. Это и не позволит слишком быстро высохнуть поверхности бетона вперед внутренней части и убережет от воздействия внешних факторов, таких как солнце, жара, холод и т.п.
Примерное время высыхания бетона до состояния, когда на него можно не опасаясь ступить, составляет 36 часов. Все естественно зависит от толщины слоя. Полное высыхание может занять до недели или двух. Бетон, по сути, еще после этого будет в течение полугода окончательно высыхать и укрепляться. Максимальная прочность будет достигнута лишь через год с лишним. Проводить дальнейшие работы можно уже через неделю.
Видео: особенности заливки бетона