Монолитный железобетон для конструкций повышенной прочности

• 1 Анализируем технологию
  • 1.1 Общие характеристики
  • 1.2 Ключевые достоинства
  • 1.3 Минусы и сложности
• 2 Процесс заливки бетонных конструкций
  • 2.1 Возведение опалубки
  • 2.2 Приготовление раствора
  • 2.3 Армировка и заливка
• 3 Вывод

В отличие от блочного строительства, при котором используются предварительно изготовленные элементы разной формы и размера, монолитный железобетон заливается в опалубку непосредственно на объекте. При этом детали конструкции получаются целостными, а значит – более прочными и долговечными.

Конечно, данная технология достаточно сложна для реализации, однако в ряде случаев ее применение является не просто оправданным, а единственно возможным. В статье мы постараемся подробно описать методику возведения сооружений из бетонного монолита, а также приведем ряд рекомендаций по организации строительных работ.

Методика заливки в опалубку позволяет возводить самые сложные формы

Анализируем технологию

Общие характеристики

Технология возведения зданий из монолитного железобетона известна, пожалуй, практически столько же, сколько сам материал.

Для нее характерны такие особенности:

• Все несущие элементы капитальной конструкции возводятся на месте путем заливки жидкого раствора в форму.

Внешний вид конструкции на промежуточном этапе

• Конфигурация сооружения может быть произвольной, и зависит только от двух параметров: прочности застывшего бетона и возможностей по установке опалубки.
• За механические характеристики и способность справляться с нагрузками отвечает внутреннее армирование конструкции, которое изготавливается непосредственно перед закладкой из стальных прутков разного диаметра.
• В зависимости от объема элемента раствор можно готовить на площадке, либо же заказывать отдельно на производстве. Во втором случае существенно возрастает цена, но зато мы получаем возможность осуществлять заливку непрерывно, что радикально повышает качество материала.

Литой фундамент — самая распространенная конструкция

По данной технологии обычно производятся фундаменты зданий. Даже при использовании готовых блоков в качестве опор поверх них специалисты рекомендуют заливать железобетонный монолитный пояс с усиленным армированием для более равномерного распределения нагрузок.

В то же время эту методику можно использовать и для закладки стен, перекрытий, сводов и т.д.: дома из монолитного железобетона, опоры мостов, резервуары и другие сооружения в последнее время строятся весьма активно.

Ключевые достоинства

Если говорить о целостных железобетонных конструкциях, возводимых путем монолитной заливки, то для них характерны такие достоинства:

• Во-первых, относительно малое количество соединительных швов делает систему весьма устойчивой к механическим нагрузкам. Прочность оснований и стен обеспечивается эффективным сочетанием цементного раствора и внутреннего многоконтурного армирования.

• Во-вторых, для зданий характерны все плюсы, которые обеспечивает материал стен и фундамента: бетон не горит, не окисляется, практически не подвержен эрозии и т.д. При правильной эксплуатации сооружение может служить от 150 лет и более.

Железобетонные монолитные колонны отличаются высокой прочностью

• Если исключить воздействие разрушающих факторов (пожары, подземные толчки, вибрация ит.д.), то со временем прочность материала увеличивается за счет уплотнения бетона и более полной гидратации входящего в состав цемента.
• Еще одна группа плюсов напрямую связана с технологией строительства: мы можем придать конструкции практически любую конфигурацию, не ограничивая себя формой и габаритами готовых блоков.

Конечно, нужно отметить, что заливка бетонных стен обычно требует привлечения значительных ресурсов, потому ее используют при реализации масштабных проектов. В то же время изготовить монолитный железобетонный гараж может практически каждый, причем по трудозатратам задача не будет слишком сильно превосходить другие технологии.

Минусы и сложности

Естественно, данный метод строительства не является универсальным.

И для него, и для зданий, возведенных с его использованием, характерны такие минусы:

Для здания нужно закладывать мощный фундамент

• Значительная масса. Под подобное сооружение необходимо закладывать мощный фундамент, поскольку и стены, и перекрытия получаются очень тяжелыми. Да и не любой грунт выдержит нагрузку, потому без геологических изысканий не обойтись.
• Сами стены отличаются значительной звуко- и теплопроводностью. Практически все жилые и общественные здания из монолитного железобетона требуют дополнительной теплоизоляции.
• Воздухопроницаемость стен, напротив, считается весьма низкой. Это приводит к нарушению естественного воздухообмена, и потому еще на этапе проектировки необходимо закладывать мощную вентиляцию.
• У прочности материала тоже есть свой недостаток: конструкции после застывания практически невозможно обработать. Для монтажа незапланированных коммуникаций обязательно требуется алмазное бурение отверстий в бетоне, поскольку обычные перфораторы в большинстве случаев только царапают поверхность.

В процессе демонтажа применяется алмазная резка

• Что касается самого процесса возведения, то наиболее сложным участком является опалубка. При большом масштабе работ инструкция рекомендует делать ее с запасом прочности, поскольку разрушение даже небольшого участка может надолго остановить процесс заливки.
• Если сооружение возводится в зимний период, то обязательно требуется прогрев бетона. Принимая во внимание значительный объем материала, расходы можно оценить как весьма существенные: придется тратиться и на провода, и на электроэнергию.

Процесс заливки бетонных конструкций

Возведение опалубки

Железобетонные монолитные резервуары, колонны, своды, стены и фундаменты возводятся примерно по одной технологической схеме. Ниже мы опишем основные ее этапы.

Как мы отмечали выше, одним из главных достоинств монолитного строительства является возможность сооружения сложных архитектурных форм. Естественно, чтобы конструкция получилась такой, как нам нужно, следует использовать соответствующую опалубку.

Фото деревянной щитовой опалубки в готовом виде

Опалубка представляет собой форму, которая ограничивает растекание раствора и обеспечивает ему опору на этапе схватывания и первичного набора прочности. Для возведения горизонтальных, вертикальных, наклонных и других элементов используются разные опалубочные системы, основные типы которых охарактеризованы в приведенной ниже таблице:

Тип опалубки Особенности конструкции и использования Разборная щитовая Наиболее простая и распространенная разновидность. Состоит из набора отдельных элементов (в зависимости от их размера иногда выделяют мелкощитовую и крупнощитовую опалубку), соединительных блоков и подпорок, которые придают ей жесткость. Применяется для бетонировки конструкций типового размера, обычно легко перемещается и монтируется своими руками или с применением легкой строительной техники. Объемно-пересатвная Включает в себя несколько П-образных секций, используется для бетонировки стен и перекрытий одним монолитом. Используется в многоэтажном строительстве, монтируется и демонтируется исключительно с помощью автокрана. Блочная Разновидность объемно-переставной опалубки. Задействуется для одновременной заливки нескольких (чаще всего трех или четырех) несущих стен без перекрытия. Обычно используется в комбинации с крупнощитовой, которая обеспечивает формирование наружных поверхностей. Туннельная Разновидность, которая может перемещаться в горизонтальной плоскости. Предназначена для заливки двух стен с перекрытием над ними. С использованием туннельной опалубки, состоящей из двух разъемных сегментов, обычно заливаются железобетонные монолитные купола. Скользящая Применяется в многоэтажном строительстве. Форма устанавливается по периметру сооружения, и по мере затвердения заливаемого бетона поднимается вверх гидравлическими домкратами. Пневматическая Достаточно новая разновидность, которая представляет собой прочную, но эластичную воздухонепроницаемую оболочку. При использовании опалубка устанавливается внутрь конструкции, после чего в нее нагнетается воздух под избыточным давлением. Позволяет формировать сложные и криволинейные полости относительно небольшого объема. Несъемная После полимеризации бетона становится частью конструкции. Иногда играет роль теплоизолятора или декоративной облицовки.

Туннельная опалубка для прямоугольных форм

Большинство описанных выше разновидностей используются в промышленном строительстве. Для самостоятельного возведения конструкций применяют щитовые модели с размером детали не более 3м2 и массой до 50 кг. С одной стороны, использование таких систем увеличивает строк работ, но с другой – мы можем обойтись своими силами, не привлекая к строительству тяжелую технику.

Сам процесс монтажа опалубки сложностей обычно не вызывает. Если нужна железобетонная монолитная плита, то под нее выкапывают котлован, вдоль бортов которого устанавливают щиты. Для наземных конструкций важным моментом является укрепление стенок, поскольку значительная масса раствора может их разрушить. Обычно спасаются использованием более толстых щитовых элементов и увеличением числа подпорок.

Система для заливки полукруглых сводов

Приготовление раствора

Когда опалубка выбрана и смонтирована, необходимо приготовить раствор.

Для заливки монолита применяется такое соотношение:

• Цемент марки не ниже М350 – 1 часть.
• Песок просеянный – 2 части.
• Наполнитель (гравий из твердых горных пород) – 3 части.
• Вода.

Количество жидкости в растворе определяют в каждом случае индивидуально. Лучше всего вначале перемешать до получения однородной массы сухие компоненты, а затем постепенно добавлять в раствор воду, доводя его до консистенции густой сметаны.

Приготовление раствора на объекте

Если вы хотите улучшить эксплуатационные свойства раствора, то в него можно добавить:

• Моющие средства с антижировым эффектом. Чайная ложка на ведро жидкого бетона существенно снижает его усадку и увеличивает прочность.
• Клей ПВА. 200 мл на ведро увеличивает текучесть, что существенно облегчает процесс заливки сложных форм. Кроме того, наличие клея в растворе улучшает адгезию между цементом и арматурой.
• Жидкое стекло. Снижает пористость, ускоряет первичное схватывание, повышает термостойкость.

Как мы уже говорили, для частного строительства вполне можно готовить цементный раствор в бетономешалке. Если же вы возводите большое здание, то лучше сразу приобрести нужный объем и организовать его непрерывный подвоз к объекту.

Цистерна, готовая к заливке

Армировка и заливка

Параллельно с приготовлением раствора выполняется армировка конструкции:

• Для изготовления арматуры используются металлические детали различного диаметра. Так, при формировании крупных несущих элементов могут применяться прутки сечением 15-25 мм, в то время как для обычных стен достаточно стального проката до 10 мм.

Опалубка с арматурой

• Арматурный каркас связывается или сваривается, затем опускается в опалубку. В некоторых случаях горизонтальные закладные вводятся через специальные пазы в опалубочных щитах.
• Арматура устанавливается таким образом, чтобы она находилась не менее чем в 30-50 мм от поверхности залитого бетона. Делается это как для увеличения прочности конструкции, так и для избегания коррозии.

Схемы армирования вертикальных конструкций

После завершения армирования выполняется заливка раствора:

• Опалубка заполняется постепенно путем подачи жидкого бетона из желоба.
• Для оптимизации процесса объект обычно делят на ярусы (вертикальное деление) и захватки (горизонтальное). Вначале заполняются все захватки одного яруса, затем переходят к следующему.

Процесс заливки

• После заливки раствор уплотняется с помощью вибрационного инструмента.
• Сушка бетона осуществляется таким образом, чтобы способствовать максимальному набору прочности. Для этого опалубка укрывается, что позволяет снизить теплопотери и уменьшить скорость испарения воды.
• Демонтаж опалубки осуществляется только после того, как конструкция наберет не менее 50% прочности от значения, предусмотренного в проекте.

Вывод

Строительство коттеджей из монолитного железобетона, несмотря на всю свою трудоемкость, позволяет решать сложные инженерные задачи. Возведенные здания получаются надежными и долговечными, но в то же время, требуют дополнительной отделки для обеспечения комфорта. Более подробно используемые методики показаны на видео в этой статье.