Монолитный бетон и его применение

Монолитное строительство позволяет разнообразить архитектурную форму зданий, возводить прочные и долговечные технические сооружения. Его особенность – производство материалов на строительной площадке. Бетонный раствор, являющийся основой процесса, готовится на месте или подвозится с завода. После заливки в специальную форму (опалубку) он застывает и образует прочный монолитный бетон.

Состав монолитного бетона

Основой монолитного бетона является композит из четырех компонентов: цемент, песок, крупный заполнитель щебень и вода. Для придания раствору нужных свойств вводят модифицирующие добавки. Характеристика ингредиентов:

1. Прочность состава обеспечивает использование портландцемента Цем I 32, 5 (М400) и Цем I 42,5 (М500). Чтобы придать бетону большую устойчивость к агрессивной среде, применяют глиноземистый цемент.
2. Для приготовления удобоукладываемой смеси подходит песок фракцией 2 мм, влажностью 2-3%, без примесей и загрязнения. Кварцевый наполнитель увеличивает прочность раствора на растяжение.
3. Крупнозернистый наполнитель щебень уменьшает усадку и деформацию смеси, снижает расход цемента. В растворе он занимает основной объем. Вид наполнителя зависит от марки бетона. Смеси М100-150 содержат известковый и гравийный щебень, М200-300 – гравий и гранит фракцией 5-40 мм, М350 и выше гранит фракцией 5-70 мм.
4. Вода влияет на технические характеристики раствора, поэтому она проходит проверку на жесткость и химический состав.

Чтобы бетонная смесь получила нужные рабочие характеристики, необходима правильная дозировка ингредиентов и тщательный замес. При изготовлении раствора в промышленных масштабах используют дозаторы и миксеры. На заводах каждая партия бетона проходит тестирование в лаборатории.

Для улучшения свойств бетона в него добавляют присадки. Они позволяют сократить количество цемента, ускоряют или замедляют схватывание раствора, повышают пластичность. По назначению добавки делят на несколько групп:

• пластифицирующие;
• гидрофобизирующие;
• противоморозные;
• самоуплотняющиеся;
• регулирующие структуру смеси.

Присадки выпускаются в сухом или жидком виде. Их добавляют при помоле цемента или в воду затворения.

При изготовлении бетона учитывают процентное соотношение всех компонентов.

Область применения

Технология монолитного бетонирования популярна в частном, гражданском и производственном строительстве. Чаще всего ее применяют при устройстве фундаментов. В надземной части зданий монолитным способом изготавливают:

• перекрытия;
• колонны;
• лестничные марши;
• несущие стены.

Дома большой этажности возводятся из железобетона. Они отличаются свободной планировкой, высокими потолками, использованием криволинейных архитектурных форм. В этом их преимущество в сравнении с панельными зданиями, ограниченными типоразмером элементов.

Монолитный бетон нашел применение в благоустройстве городских территорий. Из него делают спортивные площадки, тротуары, бордюры. Технология незаменима в строительстве гидротехнических объектов: бассейнов, плотин, ГЭС, каналов, коллекторов инженерных сетей и мостов.

Известнейшей конструкцией из монолитного железобетона в России является Останкинская телебашня, высота которой 540 м.

Плюсы и минусы монолитного строительства

Разнообразие видов бетона, используемого в строительстве, убирает ограничения на применение материала при возведении общественных, жилых и промышленных зданий. К основным плюсам монолитных построек относят:

1. Прочность и долговечность конструкции. Срок эксплуатации зданий достигает 100-200 лет. Такие показатели возможны благодаря надежности монолитного железобетонного сооружения и жесткости его каркаса. Многоэтажные монолитные здания можно строить в районах с высокой сейсмической активностью.
2. Бесшовная технология повышает теплоизоляционные характеристики, улучшает звукоизоляцию. Отсутствие стыков и гладкие стены сокращают объем отделочных работ.
3. Монолитные постройки легче кирпичных на 15%. Уменьшение толщины стен и перекрытий облегчает вес конструкции, соответственно, давление на фундамент. Это позволяет урезать расходы на фундамент, а они составляют значительную часть сметы.
4. Цельная конструкция дает минимальную усадку, можно не бояться трещин и сразу приступать к отделке здания.
5. Высокая скорость строительства обеспечивается четко налаженным технологическим процессом.

Недостатки:

1. Сложность ведения строительных работ из-за климатических условий. При отрицательной температуре воздуха бетонная смесь может замерзнуть, поэтому требует затрат на подогрев. В летнее время она также нуждается в уходе. Защищают свежий монолит и от дождя, который размывает раствор.
2. Бетон характеризуется высокой теплопроводностью, чтобы обеспечить комфортную температуру, нужна качественная теплоизоляция стен и пола.
3. Монолитное строительство – это сложный процесс, требующий использования специальной техники, большого количества рабочей силы, квалифицированных инженеров. В частном строительстве технология упрощается, но грамотное проектирование не теряет актуальность.
4. К минусам относится и плохая звукоизоляция. Жильцам квартир приходится самостоятельно заботиться об устройстве систем поглощения шума.
5. Еще один недостаток – низкая паропроницаемость стен. Необходимо устройство вентиляции.
6. Отверстия под коммуникации нужно закладывать на этапе бетонирования, сделать их в монолите будет сложно.

Минусы монолитных домов могут показаться существенными, но все они устранимы. В пользу выбора технологии говорит ее прочность, долговечность, неограниченность проектных решений.

Технология строительства

Возведение монолитных зданий состоит из комплекса последовательных процессов:

• устройство опалубки;
• монтаж арматурного каркаса;
• приготовление (доставка) и укладка бетонной смеси;
• выдержка бетона;
• снятие опалубки.

Приготовить бетонную смесь можно на строительной площадке с помощью бетономешалки. Но в большинстве случаев она покупается в готовом виде. Товарный бетон изготавливается на заводе в соответствии с ГОСТ 26633-2015 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые». Заказчик выбирает нужную марку, раствор доставляют автобетоносмесителем.

Виды опалубки

Для придания монолитной бетонной конструкции заданной формы используется опалубка. Это прочные щиты из дерева или металла. Сторона, примыкающая к бетону, должна быть гладкой. На высоте опалубку поддерживают леса. Для стен, фундамента, колонн или перекрытий устраивается отдельная конструкция.

По способу использования опалубка бывает:

1. Съемная – конструкция разбирается после того, как бетонная смесь наберет прочность. Ее можно использовать несколько раз.
2. Несъемная – опалубка из пенополистирольных плит после застывания раствора становится частью конструкции. Материал служит контуром теплоизоляции.

Обычно на стройках используют деревянную опалубку, она дешевая и быстро собирается. Металлические конструкции предназначаются для крупных и сложных сооружений.

Арматурный каркас

Для компенсации чувствительности бетона к растягивающей нагрузке монтируется каркас из арматуры. Стальные стержни свариваются или связываются проволокой в общую конструкцию.

Укладка бетонной смеси

Перед началом бетонных работ происходит подготовка:

• опалубка очищается и покрывается смазкой;
• арматура смачивается, чтобы снизить потерю воды из раствора;
• бетонные поверхности, залитые раньше, очищаются от цементной пленки.

Обычно укладка строительной смеси происходит методом уплотнения, но еще существует литье и напорная укладка. Процесс состоит из двух операций – разравнивания и уплотнения раствора. Слои бетонной смеси укладываются горизонтально, в одном направлении и равной толщины. Состав, уложенный в монолитную конструкцию, уплотняют. В тонкостенных конструкциях пользуются ручным методом – штыкованием. Наиболее распространен вариант использования вибратора.

Цель процесса полное заполнение опалубочной формы и пространства металлического каркаса. Одновременно удаляется воздух, смесь становится однородной. Главное правило работы – уложить следующий слой до схватывания цемента в предыдущем. На простых конструкциях процесс бетонирования ведется непрерывно. Для больших площадей приходится делать перерывы. В местах контакта свежего и застывшего бетона образуется рабочий шов.

Чтобы бетонная смесь не потеряла свои качества, ее необходимо уложить за 5-6 часов.

Выдерживание бетона

В период нарастания прочности смеси важно поддерживать температурно-влажностный режим. Это предотвратит деформацию и появление трещин. В летнее время бетон поливают несколько дней (от 3 до 14). Зимой его защищают от промерзания.

Опалубку разбирают после набора бетоном определенной прочности. Для ленточного фундамента это 50%, для горизонтальных перекрытий – 80% от расчетных показателей. Демонтаж происходит осторожно, чтобы не повредить поверхность монолита.

Вывод

Использование монолитного бетона позволяет быстро возводить прочные здания, имеющие сложную архитектуру. При соблюдении технологии можно построить частный дом своими силами.