Технология бетонирования различных конструкций. Литьевая технология бетонирования

Бетонное перекрытие представляет собой прочный и надежный элемент, без которого не обойтись при возведении многоэтажных зданий и сооружений. Монтаж монолитного перекрытия не требует подъемных механизмов, что обеспечивает экономию на оборудовании и оплате дополнительного труда. Использование в строительстве межэтажных перегородок сокращает время на работы и позволяет возводить конструкции своими руками. Изготовление бетонных перекрытий является легким процессом, но чтобы сделать материал высокого качества с его основными преимуществами, следует придерживаться последовательности выполнения работ и провести расчет основных параметров строительного элемента.

Назначение

Бетонные перекрытия являются одними из главных строительных элементов в сооружении построек. Они предназначены для соединения:

• подвального помещения с комнатами;
• первого этажа со вторым;
• крыши с домом.

А также используются для горизонтальной стяжки зданий и сооружений.

Требования к перекрытиям

К бетонному перекрытию выдвигаются следующие требования:

• наличие необходимой прочности;
• не должны содержать деформации и должны обладать жесткостью и продолжительным сроком эксплуатации;
• важным свойством в бетонном перекрытии является его максимальная огнестойкость, водостойкость и отсутствие возможности проникать воздуху;
• бетонная конструкция между этажами должна обладать звукоизоляцией и теплоизоляцией.

Виды

Различают следующие типы бетонного перекрытия:

• чердачные;
• подвальные;
• межэтажные.

Бетонное перекрытие также бывает:

• пустотное, которое часто используется в строительстве, где требуется межэтажное перекрытие для домов из бетона, блоков и кирпича;
• ребристое, используется при изготовлении кровли промышленных сооружений, где отсутствует прогрев помещений;
• монолитное, которое является железобетонным элементом и отличается повышенной прочностью, используется при возведении зданий и сооружений с большой этажностью.

Материалы и инструменты для изготовления

При работе с бетонными перекрытиями своими руками подготавливают следующие инструменты и материалы:

• бетононасос;
• емкость;
• ведра;
• домкрат;
• строительный уровень;
• фанера со свойством влагостойкости;
• доски;
• стальная арматура;
• проволока;
• бетонный раствор или компоненты для его приготовления своими руками: песок, вода, цемент и различные добавки для увеличения прочности раствора.

Как рассчитать параметры?

При работе с перекрытием из бетона важно приобрести материалы высокого качества. Изготавливая строительную смесь, которой будет осуществляться заливка конструкции, используют бетон марки 250 и 400, в которые входят тяжелые наполнители. Чтобы сделать перегородки собственноручно, важно досконально рассчитать основные параметры материала. Расчет строится на сравнении двух основных свойств:

• прочность армирующей конструкции;

Расчеты плит основаны на таких показателях:

• интенсивность постоянных нагрузок;
• усилия в сечениях с большой нагрузкой;
• жесткость оси.

Расчет монолитных перекрытий состоит из определения их отдельных составляющих. Для начала нужно сделать опалубку из фанеры большой толщины, далее устанавливают из стальных прутьев, перевязанных проволокой. Расчет перегородок проводится специальными компьютерными программами и проектировщиками.

Определение прочности получается из таких факторов, как: нагрузка и прочность.

Чтобы узнать максимальное изгибание плиты используют следующие данные:

• расчетное сопротивление арматуры и бетона;
• арматура А400 С класса.

Определение параметров включает в себя такие расчеты:

• площадь рабочей арматуры;
• требуемый момент сопротивлений;
• максимальный момент в сечении балок.

Формулы и постоянные величины находятся в сборнике к строительным нормам и правилам.

Устройство опалубки под перекрытие

Технология возведения опалубки включает в себя установление фанеры на горизонтальные опоры. Чтобы подобрать правильное количество материалов, нужно узнать площадь и объем планируемого пола. Толщина конструкции зависит от возможных нагрузок и размеров пролета. Таким образом, опалубку делают повышенной прочности без допущения деформаций, чтобы она смогла вынести на протяжении долгого времени вес железобетона.

Выбирая доски для опалубки, следует обратить внимание на их прочность и толщину. Перед установкой конструкции измеряют строительным лазерным уровнем высоту пролета и низ пола. В процессе установки самодельных стоек подгоняют по длине к высоте конструкции, на которой будет выстроен первый слой балки.

Важно соблюдать расстояние, которое должно быть больше одного кубического метра. Ставят стойки на пол с ровной поверхностью и высокой прочностью. После чего укладывают поперечный брус с шагом около полметра и далее устанавливают опалубку. После монтажа опалубки проверяют верх конструкции на горизонтальность с помощью строительного уровня.

При использовании досок вместо фанерного листа, их укладывают друг к другу без зазоров и сверху простилают влагонепроницаемый материал. По всем краям опалубки устанавливают бортики, которые фиксируют по углам конструкции, чтобы они не деформировались от раствора.

Устанавливая собственноручно опалубку, важно помнить несколько правил:

• исключать образование отверстий, трещин, через которые может вытечь раствор из бетона в процессе заливки;
• проверяют прочность установленных под опалубкой домкратов;
• для возведения опалубки применяют влагостойкую фанеру;
• опалубка должна быть максимально прочной, ведь от нее зависит качество возводимого сооружения;
• установка опалубки должна осуществляться как по площади, так и по периметру помещения, что оградит от вытекания бетонной смеси.

Армирование

Перегородки между этажами нуждаются в армировании, к которому можно приступать после монтажа опалубки. Армирование конструкций осуществляется арматурой в один или два слоя на опалубку. Устанавливают арматурную сетку размером двадцать на двадцать сантиметров, при этом первый ряд укладывают на защитный слой, который обеспечивает равномерное распределение бетонной смеси под арматуру.

При необходимости соединить арматурные элементы, следует делать нахлест не меньше семидесяти сантиметров. Для соблюдения пропорции, следует установить сверху первого ряда арматурной сетки второй слой с таким же шагом (двадцать сантиметров), только обеспечив при этом перпендикулярность. В месте пересечения арматурных прутьев, их фиксируют стальной проволокой и специальным крючком, предназначенным для соединения арматуры. При изготовлении двухслойного каркаса на основе отрезков арматурных прутьев, проводят аналогичную последовательность первому слою и укладывают второй, при этом придерживаясь расстояния между слоями не меньше трех сантиметров.

Прочная и надежная перегородка между этажами является очень важным элементом строительства, для ее создания делается бетонное перекрытие. Монолитное перекрытие из бетона по сравнению с готовыми традиционными плитами имеет несколько несомненных преимуществ. Начать следует с того, что создание такого перекрытия не требует задействования подъемного края, что в значительной степени экономит финансовые и временные ресурсы. Все можно сделать своими руками, из тяжелой техники понадобится только бетононасос, но и его использование не является обязательным. К тому же бетонные перекрытия своими руками сделать не сложно, надо отметить их звукопоглощающие и теплоизоляционные свойства.

Схема перекрытия из бетона.

Если сделать такую конструкцию правильно, то можно рассчитывать на то, что посторонние звуки беспокоить не будут, в этом отличие от гипсокартонных перегородок. А еще ходить по новому бетонному полу очень приятно, при этом не создается ощущение раскачивающейся корабельной палубы.

Материалы и инструменты

Для того чтобы приступить к работе, потребуются следующие материалы:

Для того, чтобы осуществить бетонное перекрытие, понадобится бетонный раствор.

• влагостойкая фанера, толщина которой не превышает 15-20 мм;
• брусья и балки, сделанные из древесины (их нужно будет уложить под фанеру);
• поддерживающие стойки;
• бетонный раствор;
• для того чтобы создать каркас, понадобится вязальная проволока и арматура.

Из инструментов понадобятся:

• домкрат;
• бетононасос (его применение не является обязательным);
• ватерпас или нивелир;

Каркас и опалубка

Схема опалубки для бетонного перекрытия.

Строительство следует начинать с создания опалубки, при этом нельзя допустить появления щелей и разного рода отверстий. Потом нужно убедиться в том, что домкраты и стойки под опалубкой установлены прочно. Это серьезный вопрос, так как речь идет о безопасности. Опалубку лучше всего делать из влагостойкой фанеры (20-миллиметровый ламинированный материал для этого подойдет лучше всего). Опалубка должна быть очень прочной, так как вес жидкого бетона составляет 500 кг/кв.м, если толщина слоя равняется 200 мм. Опалубку нужно делать не только по площади помещения, но и по периметру, для того чтобы бетонная смесь не вытекала за пределы.

Теперь нужно сформировать каркас. Изготовляется он из проволоки, арматуры посредством специальных крючков, получается сетка с размером ячеек 1,5 на 1,5 см (можно сделать 2 на 2 см). Что касается диаметра арматуры для основного каркаса, то он должен быть 15-20 мм. Когда каркас изготовлен, его следует внимательно проверить на прочность, перед тем как приступить к заливке бетона. От типа арматуры нужно рассчитывать шаг, который будет предусмотрен во время укладки. Когда рассчитывается шаг, надо принимать во внимание и общую нагрузку на перекрытия из бетона.

Нижний слой арматуры укладывается поперек нижней части опалубки, а не параллельно пролету, таким образом, арматура концами ложится на несущие балки. Дело в том, что именно на эти балки и должна ложиться арматура, так как именно этот фактор во многом определяет успех строительства. Следующий слой арматуры укладывается перпендикулярно предыдущему. После того как вся арматура будет уложена соответствующим образом, нужно все места соприкосновения перпендикулярных рядов арматуры надежно зафиксировать проволокой. Тогда несущие балки будут надежными и качественными.

Бетонные балки, соединенные с фундаментом, лучше, чем антисептированные деревянные балки, так как балки, изготовленные из дерева, быстрее приходят в негодность.

Процесс бетонирования

Следующим этапом является бетонирование, здесь очень важно осуществить заливку очень быстро. Связующим материалом в бетонном растворе является цемент, наполнителями выступают щебень и песок. Заливать опалубку бетоном нужно не за один прием, но надо выдерживать одно направление. Бетонирование можно делать вручную, можно использовать бетононасос. Бетонная смесь выливается, не прерываясь, затем ее уплотняют при помощи глубинных вибраторов, чтобы в толще бетонного пласта не образовывались пустоты. Все неровности основания следует контролировать с помощью ватерпаса или нивелира. Чтобы узнать, насколько толстой получилась плита, надо применять щуп. Надо учитывать, что плита должна быть достаточно прочной, этот фактор является очень важным.

Схема бетонирования.

Пока раствор бетона твердеет, его нужно предостерегать от попадания прямых солнечных лучей. Ветер и сквозняк тоже оказывают на него негативное влияние. Всякого рода механическое воздействие, которое испытывает бетонная плита, пока она не затвердела, тоже не допускается. Для того чтобы бетонная плита застывала в благоприятных условиях, надо время от времен поливать ее водой, эту процедуру нужно делать в течение недели. Плита остается с опалубкой до того момента, пока она окончательно не засохнет.

Для того чтобы бетонные перекрытия были изготовлены на самом высоком уровне, надо при их изготовлении использовать материалы только самого высокого качества. Что касается раствора для заливки бетона, то для этого лучше использовать бетон М-250 или М-400, такой материал имеет в своем составе специальные тяжелые наполнители. Важным этапом такой работы является проведение всех необходимых расчетов, так можно в значительной степени сэкономить средства.

Для того чтобы расчеты были осуществлены с максимальной точностью, нужно провести сравнение двух главных параметров – прочности изготовления армирования и массы, которая действует на плиту. Для монолитных систем определены такие факторы: жесткость продольной оси, величина усилий в наиболее нагруженных сечениях перекрытия, сила ежедневных нагрузок на плиту.

Изготовление бетонных перекрытий своими руками имеет преимущество еще и в том, что можно самостоятельно продумать и проложить все сантехнические коммуникации. Для того чтобы плита обладала хорошими теплоизоляционными характеристиками, нужно использовать доски. Перед укладкой плиту можно выравнивать с помощью самовыравнивающихся смесей.

Бетонирование колонн . При высоких колоннах подачу бетонной смеси осуществляют через специальные бункеры, устроенные через каждые 3 м по высоте для устранения расслоения бетонной смеси при ее падении. Бетонную смесь в этом случае уплотняют послойно глубинными вибраторами, пропуская их гибкий вал через отверстия в опалубке, предназначенные для подачи бетонной смеси. При расположении над колоннами балок, прогонов или плит с густой арматурой, затрудняющей подачу бетонной смеси, разрешается бетонировать колонну до установки арматуры этих конструкций.

Для бетонирования слабоармированных колонн применяют малоподвижные бетонные смеси с осадкой конуса 1... 3 см, густоармированных колонн небольшого сечения – смеси с осадкой конуса 6... 8 см с предельной крупностью заполнителя 20 мм.

Перед началом бетонирования колонн в нижнюю их часть укладывают слой пластичного цементного раствора состава 1:2... 1:3 (цемент: песок) толщиной до 100 мм для того, чтобы обеспечить хорошее сцепление бетона колонны с ранее уложенным бетоном фундамента или подколонника. Бетонирование колонн ведут непрерывно на всю высоту независимо от их сечения и высоты.

В процессе бетонирования колонн наблюдают за состоянием опалубки и в случае необходимости прибегают к стягиванию ее дополнительными планками на проволочных скрутках во избежание выпучивания отдельных ослабленных мест.

Укладка бетона в колонны : 1 – опалубка колонны; 2 – арматурный каркас; 3- стяжные планки; 4 – приемный бункер для бетонной смеси; 5 – бадья с бетонной смесью; 6 – секторный затвор; 7 – бетонная смесь

Бетонирование балок, прогонов, плит перекрытий и монолитных покрытий . Непосредственно перед бетонированием очищают от мусора и смазывают щиты и отдельные доски опалубки, укладывают, сваривают или вяжут арматурные стержни, сетки и арматурные каркасы. При бетонировании перекрытий, опирающихся на монолитные железобетонные колонны, к работам по укладке бетона в перекрытие, балки или прогоны приступают не ранее чем через 2 ч после окончания бетонирования колонн.

Этот срок необходим для того, чтобы бетон колонн успел схватиться и дать первоначальную усадку.

Невысокие балки и прогоны (до 800 мм) бетонируют слоями высотой по 350... 400 мм одновременно с плитами. При большей высоте балок рекомендуется бетонировать их отдельно от плит, устраивая по высоте сечения рабочий шов. Смесь при этом укладывают непрерывно, а в случае необходимости сделать перерыв прибегают к устройству рабочих швов.

Укладку бетонной смеси в плиты выполняют сразу на всю высоту, которая обычно составляет в зависимости от требований проекта 100... 300 мм. Смесь укладывают в направлении второстепенных балок, т.е. балок меньшего сечения.

Уплотнение уложенной смеси в балках и прогонах производят глубинными вибраторами с гибким валом или вибробулавами, в плитах – виброрейкой, вибробрусом или площадочными вибраторами, перемещая их за гибкие проволочные тяжи с амортизаторами.

Бетонирование стен и перегородок . Технологию определяют толщина конструкций, их назначение и особенности армирования. В случае стен и перегородок толщиной свыше 150 мм и негустого их армирования бетонную смесь укладывают послойно с толщиной каждого слоя 800... 900 мм и уплотняют ее глубинным вибратором (или трамбуют каждый слой). При высоте стен до 2 м опалубку устанавливают сразу на всю высоту и смесь укладывают через верхний урез опалубки. При большей высоте стен опалубку выставляют с одной стороны на всю высоту, а со стороны подачи смеси – по мере бетонирования, ярусами высотой 1... 1,5 м каждый.

При малой толщине стен (до 150 мм) и густом армировании опалубку выставляют с одной стороны на всю высоту, а со стороны подачи смеси по мере бетонирования, ярусами высотой до 1 м из заранее подготовленных, подогнанных и поданных к месту работы щитов.

Производительность при укладке бетонной смеси в конструкцию определяется способом подачи бетона к месту укладки, видом и особенностями бетонируемых конструкций, их армированием, способом уплотнения бетонной смеси и т. д. Укладка бетонной смеси является заключительной и наиболее ответственной операцией во всем процессе устройства монолитных бетонных и железобетонных конструкций, поэтому поручать ее нужно наиболее опытным студентам, имеющим навык работы с механизмами, электрическими машинами и умеющим, в случае необходимости, пользоваться плотничным инструментом и вязать арматуру.

Укладка бетона в плиты перекрытий: 1 – бетонная смесь; 2 – бадья; 3- арматурный каркас; 4 – стойка; 5 – опалубка прогона; 6 – опалубка плиты

Укладку бетонной смеси в конструкции почти всех наиболее распространенных типов должны выполнять звенья, состоящие из двух бетонщиков 4 и 2 – го разрядов. При этом выработка в смену одного работающего составляет: 17... 30 м бетона, уложенного в массивы и отдельные фундаменты; 3... 34 м3 бетона, уложенного в ленточные фундаменты и элементы каркасных конструкций; 1,3... 12 м3 бетона, уложенного в стены и перегородки.

При укладке бетонной смеси в отдельные конструкции вручную в зависимости от объема конструкций и способа уплотнения выработка в смену, приходящаяся на одного человека, должна составлять 4... 11 м3.

Для бетонирования густоармированных колонн сечением 0,6X0,6 м и менее применяют бетонную смесь с осадкой конуса 6-8 см и крупностью заполнителя до 20 мм. При слабом армировании и большем сечении колонн осадку конуса можно снизить до 4-6 см, а крупность увеличить до 40 мм. Если над колоннами расположены балки и прогоны с густой арматурой, которая затрудняет подачу бетонной смеси в них сверху, бетонировать колонны разрешается до установки арматуры балок. Перед бетонированием колонн необходимо расчистить стыки и уложить слой жирного цементного раствора толщиной 3-5 см.
Колонны высотой до 5 м со сторонами сечения до 0,8 м, не имеющие перекрещивающихся хомутов, бетонируют непрерывно на всю высоту. Бетонную смесь осторожно загружают сверху, и уплотняют ее внутренними вибраторами, опускаемыми в опалубку на веревках.
Есля высота колонн большого сечения превышает 5 м и они не имеют перекрещивающихся хомутов, смесь для бетонирования подают через воронки по хоботам, а уплотняют ее навесными или внутренними вибраторами.
Высокие и густоармированные колонны с перекрещивающимися хомутами бетонируют через окна в опалубке и специальные карманы. Виброуплотняют смесь с помощью навесных вибраторов. Колонны независимо от их высоты, сечения и армирования следует бетонировать непрерывно на всю высоту этажа.
Рабочие швы рекомендуется устраивать по верхнему урезу фундамента, т. е. в сечении А-А, у низа прогонов и балок в сечении Б-Б. В колоннах промышленных сооружений рабочие швы располагают по верху фундамента, на уровне верха подкрановых балок или на уровне низа консолей.
В колоннах с безбалочными перекрытиями рабочие швы следует устраивать на уровне верха фундамента и у низа капителей, в покрытиях по линии примыкания к стенам.
Балки и плиты, монолитно связанные с колоннами и стенами, бетонируют не ранее чем через 1-2 ч после окончания бетонирования колонн и стен. Такой перерыв необходим для осадки бетона, уложенного в колонны и стены.
Главные балки, прогоны и плиты перекрытий следует бетонировать одновременно, чтобы число рабочих швов было наименьшим. При высоте балок более 0,8 м их бетонируют отдельно от плит с устройством горизонтального рабочего шва на уровне низа плиты.
В густоармированные балки укладывают подвижную мелкозернистую бетонную смесь. Отдельные балки и прогоны нужно бетонировать непрерывно. Смесь загружают в опалубку из бадей, а уплотняют ее внутренними вибраторами.
Ребристые перекрытия бетонируют в направлении, параллельном главным или второстепенным балкам (прогонам), принимая наименьший фронт бетонирования. Смесь подают в несколько точек по фронту. Наилучшим образом этому условию отвечает подача смеси краном. Подавать бетон нужно навстречу бетонированию. При наличии двойного армирования плит и малом диаметре арматуры во избежание ее деформирования поверху сеток укладывают легкие переносные щиты.
Смесь в плитах уплотняют площадочными вибраторами при толщине плит до 0,25 м и внутренними при большей толщине. Особенно тщательно вибрируют бетон в местах примыканий плит к балкам и колоннам, а также в местах с густым армированием.
Плиты бетонируют по маякам. Поверхность их выравнивают и заглаживают гладилками и правилами. Рабочие швы в плоских плитах устраивают в любом месте, но обязательно параллельно их меньшей стороне. В ребристых же перекрытиях, бетонируемых параллельно второстепенным балкам, а также в отдельных балках рабочие швы устраивают в средней трети пролета этих балок.
При бетонировании в направлении, параллельном главным балкам, рабочий шов устраивают в пределах двух средних четвертей пролета главных балок и в середине плит. Рабочие швы должны быть вертикальными, для этого в плитах устанавливают доски, а в балках - щитки с отверстиями для пропуска арматуры.
Рамы рекомендуется бетонировать непрерывно. Если это сделать нельзя, то допускается устройство шва в сечении. Бетонирование высоких (более 5 м) и густоар миров энных стоек ведут через окна или поярусно с наращиванием опалубки. Уплотняют смесь с помощью внутренних или навесных вибраторов.

Процесс устройства монолитной фундаментной балки делится на три основных вида работ (как и при устройстве любой другой железобетонной конструкции):

1) вязка арматурных каркасов и сеток балки (армирование),
2) установка опалубки балки и
3) бетонирование балки.

Такая балка получила свое название благодаря тому, что она опирается на фундаменты и служит основанием для наружных стен здания (либо для цоколя, когда нагрузку от стен воспринимают колонны).

Армирование монолитной балки (Бм) .
Изначально заготавливаем арматурные прутья требуемой длины и диаметра (как по чертежу). Вяжем из них пространственные каркасы (рабочая продольная арматура и хомуты из гладкой арматуры (А-I), которые обеспечивают требуемое положение рабочих стержней). Связанные каркасы должны иметь такую длину, чтобы опирание (опорная часть) каждой стороны балки на фундамент было минимум 150 мм.

До того, как установить готовый каркас в требуемое (проектное) положение, проконтролируйте, чтобы арматурные прутья не имели ржавчины. Это недопустимо. При необходимости обработайте арматуру средством от ржавчины (например, “Антиржавчиной”).

Проследите также, чтобы был обеспечен защитный слой бетона со всех четырех сторон монолитной балки (15…25 мм). На фото видно, что под нижние стержни каркаса подкладываются специальные фиксаторы защитного слоя (“стульчики”).

Итак, армирование фундаментной балки выполнено. После финишной проверки размеров и прочности вязки каркасов приступаем к следующему этапу.

Установка опалубки железобетонной балки .

Основные задачи – обеспечить правильную геометрию (высоту, ширину, длину балки), положение в плане и надежность закрепления опалубки. Наша балка имеет скромную высоту в 300 мм, поэтому мы воспользовались листами обычной ламинированной фанеры.

Крепление опалубки должно быть таким, чтобы уложенный бетон не нарушил геометрию балки (не раздул в нижнем, верхнем сечении или середине). В этом нам помогут тяжи (можно использовать обыкновенную гладкую арматуру 6 диаметра), бруски и саморезы.

При большой высоте балки рекомендую с шагом в пару метров поставить боковые подкосы. Лучше лишний раз перестраховаться, чем дать бетону разорвать опалубку и вылиться наружу (тем самым доставив массу хлопот). Не забывайте, что 1 м3 бетона весит 2,65 т.

Остается на опалубке сделать отметки уровня, до которого будем укладывать бетон. Очень практичным решением является закручивание (засверливание) саморезов на нужной высоте через каждые 0,5…1 м. Они и покажут нам уровень бетона (верх монолитной балки).

Плавно мы подошли к основному этапу, ради чего и были выполнены два предыдущих.

Бетонирование фундаментной балки .
Другими словами, укладка бетонной смеси в опалубку.

Заказав миксер с бетоном (автобетоносмеситель), позаботьтесь, чтобы техника могла беспрепятственно подъехать в нужно место. Если обеспечить это невозможно (например, кругом рвы и котлованы), то заранее подготовьте длинный лоток, по которому бетон будет перемещаться из бочки в конструкцию.

При бетонировании фундаментной балки главное – это хорошо провибрировать (проштыковать) уложенную смесь, чтобы исключить образование пустот в теле конструкции. Пустоты внутри балки ослабят ее прочность и несущую способность.

Бетон, уложенный до требуемого уровня (по высоте), остается загладить – убрать неровности по верхней грани (бугры, ямки). Ждем полного застывания бетонной смеси (обычно хватает суток) и снимаем опалубку. Демонтаж опалубки рекомендуется выполнять через трое суток. За это время в нормальных условиях бетон набирает 50% своей прочности. А 100% своей прочности конструкция наберет через 28 суток.