Приготовление бетона (бетонной смеси) в построечных условиях

В практике частного и дачного строительства регулярно возникают ситуации, когда доставка готового товарного бетона миксером оказывается невозможной или экономически нецелесообразной. Типичные препятствия – узкие проезды в садоводческих товариществах, плотная застройка, отсутствие подъездных путей или сложный рельеф участка. Кроме того, при малых объемах работ (например, для устройства фундамента под беседку, крыльцо, садовую дорожку или ленточный фундамент небольшой пристройки) заказ целого миксера неоправданно дорог. В этих случаях показано прямо приготовление бетона на площадке. В этих условиях единственным разумным решением становится приготовление бетонной смеси непосредственно на месте будущей конструкции – так называемый «построечный» способ. Этот метод, при всей своей трудоемкости, дает полный контроль над процессом, позволяет гибко регулировать объемы и экономит значительные средства на логистике. Приготовление бетона этого типа незаменимо для удаленных объектов, срочного ремонта или реализации проектов с поэтапным финансированием, когда материал закупается партиями по мере необходимости.

На месте приготовление бетона можно производить двумя принципиально разными способами, и выбор между ними напрямую определяет качество итогового материала: 1. Механизированный способ приготовления бетона (с использованием бетономешалки). Это единственный рекомендуемый метод для получения бетона, соответствующего строительным нормативам. Принудительное перемешивание в груше обеспечивает полную однородность бетонной смеси, равномерное обволакивание каждого зерна заполнителя цементным тестом и правильное водоцементное соотношение. Результат – бетон с прогнозируемой высокой прочностью, хорошей пластичностью (подвижностью) и долговечностью. Современные гравитационные бетономешалки доступны по цене, просты в обслуживании и позволяют за один цикл приготовить до 200 литров качественной бетонной смеси; 2. Ручной способ приготовления бетона (перемешивание лопатой в корыте, ящике). Данный метод является вынужденной и неполноценной заменой. Даже при огромных физических усилиях невозможно достичь однородности, сравнимой с машинным замесом. В бетонной смеси остаются непромешанные сухие комки цемента и скопления щебня, что приводит к резкому падению марочной прочности, образованию раковин и быстрому разрушению конструкции. Использование такого бетона допустимо лишь для неответственных, временных или ненагруженных конструкций (например, бордюр, подготовка под фундамент). Важно: На отмостке бетон должен быть хороший, даже лучше, чем на фундаменте. Отмостка находится под постоянными природными воздействиями. Вывод однозначен: для любых несущих элементов (фундамент, колонны, перемычки, плиты) необходимо использовать бетономешалку. Экономия на аренде или покупке техники многократно перекрывается рисками, связанными с низким качеством ручного замеса.

Для организованного процесса потребуется подготовить площадку, инструменты и материалы. Планирование – ключ к эффективной работе без простоев. Необходимое оборудование и инструмент для приготовления бетона:

• бетономешалка гравитационного типа (объем груши от 100 до 300 литров);
• электрогенератор или источник питания соответствующего напряжения (220В/380В);
• металлический ящик или корыто для приемки готовой бетонной смеси;
• несколько прочных ведер объемом 10–12 литров для дозировки;
• строительная тачка для транспортировки;
• совковая и штыковая лопаты;
• ковш для воды, ведро;
• вибратор глубинный или устройство для штыкования (арматура, трамбовка). Материалы и их требования:

1. Цемент: портландцемент марки М500 Д0 (без добавок). Покупка должна быть максимально приближена ко дню работ, хранить цемент нужно в сухом месте на поддонах. Один стандартный мешок (25 кг) эквивалентен примерно двум 12-литровым ведрам;
2. Песок: природный, мытый, средней крупности (речной или овражный). Не допускается наличие глинистых примесей, ила, органики. Перед использованием песок рекомендуется просеять;
3. Щебень: гранитный или гравийный, фракцией 5–20 мм. Должен быть чистым, без пыли и глиняных комков. Использование более крупной фракции (до 40 мм) допустимо для массивных фундаментов, но усложняет работу;
4. Вода: чистая, питьевая, без масляных и химических примесей. Оптимальная пропорция для частного строительства для приготовления бетона:

   Важно: При соотношении 1:3 речь идет о весе, а не об объеме. Песок легче цемента, поэтому в объеме это будет примерно 1:4.

• цемент М500: 1 часть по весу (1 мешок / 2 ведра по объему);
• песок: 3 части по весу (примерно 4 части по объему, 8 ведер);
• щебень: 5 частей по весу (10 ведер);
• вода: 0.5–0.6 части (1–1.2 ведра). Точное количество определяется на глаз до достижения нужной пластичности и зависит от влажности [песка](/pesok) и щебня. Эта рецептура соответствует классу бетона примерно В20–В22.5 (марка М250–М300), что более чем достаточно для фундаментов малоэтажных строений, отмосток и площадок. Цементобетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т. д.). Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5 и выше. В качестве заполнителя могут использоваться природные или искусственные сыпучие каменные материалы. Занимая в бетоне до 80—85 % его объёма, заполнители образуют жёсткий скелет бетона, уменьшая усадку и предотвращая образование усадочных трещин. В зависимости от размера зёрен заполнитель делят на мелкий (песок) и крупный (щебень и гравий).

Последовательность загрузки компонентов в бетономешалку может варьироваться в зависимости от типа оборудования и условий работы. В химическом смысле последовательность не имеет значения: в реакцию вступает только вода и цемент, остальное – заполнители. Однако на практике последовательность влияет на удобство работы и предотвращение образования комков.

Примечание: Определить точное количество воды в составе щебня и цемента возможно только в лабораторных условиях (т.е. четкое В/Ц). В шнеке бетономешалки загруженный песок может сразу сбиться в комок. Если нет щебня, можно остановить мешалку, расковырять комок лопатой, добавить воды и мешать дальше. Но расковырять щебень с песком внутри мешалки сложно. Последовательность операций для одного замеса: 1. Подготовка. Установить и включить бетономешалку. Смочить стенки груши небольшим количеством воды (около 0.5 ведра), чтобы предотвратить налипание сухой бетонной смеси. 2. Загрузка компонентов. Один из рекомендуемых порядков:

• Вода. Вылить большую часть рассчитанного объема воды.
• Щебень. Загрузить весь щебень. Он способствует первоначальному перемешиванию и «разбиванию» раствора.
• Цемент. Засыпать весь цемент. В жидкой среде со щебнем он быстро и без образования комков превратится в цементное молоко.
• Песок. Добавить весь песок.
• Корректировка. Оставшуюся воду добавлять небольшими порциями, наблюдая за консистенцией. Бетонная смесь готова, когда она станет однородной, пластичной и будет легко сползать с лопаты.

3. Перемешивание. Время полного цикла перемешивания после загрузки последнего компонента – не менее 2–3 минут. Долгое замешивание ничем не опасно: миксеры везут смесь на большие расстояния с постоянным перемешиванием, и это нормально. Главное – обеспечить однородность бетонной смеси.
4. Выгрузка и транспортировка. Готовую бетонную смесь выгрузить в приемный ящик или сразу в тачку и быстро доставить к месту укладки. Допустимое время между приготовлением и укладкой – не более 45–60 минут.
5. Укладка и уплотнение:

• укладывать бетон можно на любую высоту и толщину, главное, чтобы опалубка выдержала. Толщина слоя не имеет значения – главное уплотнить. За один раз и миксером, и бетононасосом заливают колонны, стены и другие конструкции. Самый малый миксер 4,5 м³ заливается за один раз, главное – уплотнение;
• каждый слой обязательно уплотнять для удаления вовлеченного воздуха. В идеале – глубинным вибратором (булава глубинного вибратора имеет длину около 40 см; для слоев толщиной 20 см используются виброплощадки). Штыкование куском арматуры бессмысленно – бетон таким способом не уплотнишь. При отсутствии вибратора использовать трамбовку до появления на поверхности цементного молочка. Неуплотненный бетон теряет до 30% прочности. Безостановочность процесса. Перерывы между укладкой очередных порций свежего бетона не должны превышать 1 часа (при температуре воздуха +20°C). В противном случае образуется «холодный шов» – ослабленная граница между слоями, по которой в будущем может пойти трещина.

Один человек, работая с бетономешалкой на 150–200 литров, за полный рабочий день может физически приготовить и качественно уложить 3–4 замеса. Это около 0,75 – 1 м³ бетона. Работа крайне тяжелая, требует физической выносливости, хорошей организации и помощи на этапах погрузки/разгрузки материалов. Для увеличения производительности необходим минимум два человека: один работает с мешалкой, второй – занимается укладкой и уплотнением.

Важно: Распространённой ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное соотношение, которое рассчитывается по таблицам в зависимости от используемой марки цемента. Существуют серьезные ключевые риски, которых следует избежать: 1. Нарушение пропорций «на глаз». Приводит к непредсказуемой прочности. Решение: использовать ведра или другое мерное ведро для строгого дозирования. Запрещается добавлять воду в уже уложенный бетон для увеличения пластичности; 2. Недоуплотнение уложенного бетона. Дает пористую, слабую структуру. Решение: не пренебрегать вибрированием или трамбовкой. Каждый уложенный слой должен быть обработан. Штыкование куском арматуры бессмысленно – бетон таким способом не уплотнишь; 3. Длительные перерывы в укладке. Ведут к образованию холодных швов. Решение: тщательно планировать фронт работ, свои силы и погодные условия. Заранее подготовить опалубку и место для складирования материалов; 4. Использование грязных или неподходящих заполнителей. Снижает адгезию и конечную прочность. Решение: заранее заготавливать промытый щебень и песок. Не использовать материал неизвестного происхождения; 5. Игнорирование ухода за бетоном. Свежеуложенный бетон в первые 3–7 дней необходимо защищать от быстрого высыхания (поливать водой, укрывать пленкой) и от механических воздействий. Самостоятельное приготовление бетона на площадке – это трудоемкий, но полностью осуществимый и экономически оправданный процесс для малодоступных объектов и малых объемов. Успех приготовления бетона на 90% зависит от соблюдения трех правил:

• использования только бетономешалки;
• неукоснительного следования проверенным пропорциям;
• тщательного уплотнения уложенной бетонной смеси. Пренебрежение любым из этих пунктов ставит под угрозу долговечность и безопасность всей возводимой конструкции. Данная технология, при грамотном применении, позволяет достигать результатов, не уступающих работе с товарным бетоном, и является ценным навыком для любого частного застройщика.