Сухие строительные смеси
С развитием технологий в строительстве прочно заняли свое место сухие смеси. Сухие строительные смеси (ССС)– это многокомпонентные, составы на основе наполнителей, заполнителей, вяжущих компонентов, модифицирующих добавок. Предназначены для выполнения определенных видов строительных, ремонтных и восстановительных работ.
Производят строительные смеси разного функционального назначения: для приготовления кладочного раствора, внешней и внутренней штукатурки, для шпаклевки и выравнивания стен, плиточного клея, финишной отделки под покраску или оклеивание, ремонта, герметизации поверхностей. Все виды сухих строительных смесей объединяет в товарную группу то, что они являются готовыми к использованию обезвоженными составами. Для получения готового раствора достаточно добавить к композиции воду в нужных пропорциях. ССС применяются в качестве альтернативы классическому песчано-цементному раствору. Песчано- цементный раствор во многих случаях не отвечает современным требованиям в строительстве и ремонте.
Недостатки песчано-цементных растворов
До недавнего времени песчано- цементные или цементно- песчаные растворы применялись повсеместно в виде индустриального или самодельного бетона. Физические характеристики готового и затвердевшего раствора имеют существенные технологические недостатки.
- Низкий показатель к растягивающим и изгибающим усилиям. Ярко этот недостаток проявляет себя при нанесении раствора тонким слоем, менее 10 миллиметров. По этой причине подобный раствор более подходит для кладочных работ и выравнивании выраженных неровностей стен.
- Обладает слабой водоудерживающей способностью. Вода из раствора может быстро испаряться либо впитываться основанием, на которое кладется строительный состав. Это влияет на гидратацию и полноту кристаллизации цементного раствора, что, в свою очередь, влияет на прочность готового слоя.
- Быстрое расслоение на фракции. В стабильном состоянии цементно- песчаный раствор подвержен разделению на водную и, более тяжелую, цементно-песчаную составляющую. Поэтому требует периодического перемешивания.
- Полноценное затвердевание цементно- песчаного раствора возможно только при положительных температурах. Это важно учитывать при проведении работ в холодное время года.
- Песчано- цементный раствор не обеспечивает прочной адгезии с пластиковыми, деревянными, окрашенными поверхностями и теплоизоляторами.
- Нанесение слоя строительного раствора при отделочных работах неизбежно утяжеляет строительные конструкции. Этот показатель нужно учитывать в расчетах по несущей способности.
- Для заключительной подготовки поверхности под финишную отделку требуется шпаклевание и грунтование стен, железнение полов. Дополнительные операции увеличивают время и стоимость работ.
- Цементно- песчаные растворы способны неравномерно застывать. Это приводит к трещинам и ослаблению прочности слоя.
Указанные недостатки негативно влияют на надежность и долговечность строительных конструкций. При производстве цементно-песчаной смеси непосредственно на строительной площадке сложно соблюсти точность пропорций смешиваемых материалов, и требуется соответствующая квалификация персонала. Поэтому в рамках стройплощадки сложно обеспечить стабильность качества бетона. Развитие строительных технологий, разработка новых материалов формируют среду для создания альтернативы традиционным видам растворов, которые лишены перечисленных недостатков.
Преимущества сухих строительных смесей
Главным преимуществом сухих строительных смесей выступает индустриальность, то есть производство в промышленных условиях, что обеспечивает стабильность заданных свойств. Все компоненты определенного качества тщательно смешиваются в максимально точной дозировке. Это позволяет достичь однородности во всем объеме партии. Используемые составляющие в заводских условиях соответствуют требованиям, предъявляемым со стороны нормативных документов: ГОСТ, СНиП, СанПиН.
Использование модификаторов, пластификаторов и стабилизаторов- специальных добавок, придает сухим строительным смесям необходимый набор свойств и дает способ их регулировать. Сочетание добавок может увеличивать или уменьшать время схватывания раствора, влиять на толщину слоя и его адгезию к различным поверхностям, улучшать морозостойкость, снижать теплопроводность, придавать бактерицидные свойства. Применение полимерных компонентов позволяет формировать условия для создания смеси узкой специализации. При этом достигается максимальное качество и эффективность использования материалов.
Доставка сухих смесей осуществляется на объект в мешках или специальных бункерах, что упрощает процесс логистики. Простота приготовления смеси не требует особой квалификации и гарантирует стабильность качества раствора. Смесь достаточно затворить водой в нужной пропорции, чтобы получить готовый к использованию раствор. На основании заложенных свойств сухие строительные смеси обладают выраженными преимуществами перед традиционными цементно-песчаными растворами.
- Благодаря тому что производятся в заводских условиях, производителем гарантируется соблюдение полного комплекса эксплуатационных свойств.
- Сухие смеси значительно превосходят по качеству традиционные строительные растворы, потому что состав точно дозирован.
- Строительные смеси дают возможность, без нарушения прочностных характеристик, использовать более тонкий слой материала. Это важно с точки зрения нагруженности конструкций и экономичности.
- Сухие строительные смеси, благодаря полимерным и минеральным добавкам, способны решать специфические задачи, например, гидроизоляцию фундаментов.
- Широкая номенклатура продукции предоставляет выбор состава для работы в любых климатических условиях без потери качественных характеристик.
- Применение сухих строительных смесей помогает снизить требования к квалификации персонала и увеличить производительность труда.
Классификация
Чтобы разбираться в номенклатуре принята и документально утверждена классификация сухих строительных смесей. Классифицируют смеси по признакам:
- Условия применения
- Тип вяжущего
- Способ нанесения
- Крупность зерен заполнителя
- Функциональное назначение
По условиям применения сухие строительные смеси бывают для:
- Наружных работ. Смеси для кладки стен, внешней штукатурке и фасадной отделке.
- Внутренних работ. В эту группу включены смеси для внутренней штукатурки, шпаклевки, финишных покрытий, смесей для наливных полов.
По размеру фракции зерна выпускаются
- Крупнозернистые. Размер зерна превышает 5 мм.
- Мелкозернистые. Размер частицы более 1,25 мм.
- Тонкодисперсные. Частицы размером более 0,2мм.
По типу используемого в смеси вяжущего разделяются на составы на основе:
- Известняка.
- Цемента.
- Гипса.
- Солей магния.
- Полимеров.
По функциональному назначению делят на:
- Кладочные. Производят толстослойные, толщина слоя более 5 мм, и тонкослойные смеси- слой менее 5 мм.
- Штукатурные. В свою очередь, выпускаются особотяжелые- плотность 2300 кг/м3, тяжелые- плотность 1300 кг/м3 и легкие составы- плотность менее 1300 кг/м3.
- Шпаклевочные. Существуют двух видов: финишные и выравнивающие смеси.
- Клеевые. Данные смеси предназначены для укладки облицовочной плитки, листовых материалов
- Затирочношовные. Для узких и широких швов.
- Напольные. Для производства стяжки, финишного покрытия, выравнивающих слоев. Разделены по способу укладки на выравниваемые, самовыравниваемые и ремонтные
- Изоляционные смеси. Производители предлагают звукоизоляционные и тепло- звукоизоляционные, теплоизоляционные
- Защитного действия. Выпускают огнестойкие, жаростойкие, антикоррозийные, биоцидные, ингибирующие смеси.
По методу нанесения классифицируют на:
- Ручного нанесения
- Механического способа нанесения
Сфера использования сухих строительных смесей
Штукатурки
Штукатурка предназначена для грубого выравнивания неровностей стен при строительстве или ремонте. Технология оштукатуривания стен применяется как снаружи, так и внутри здания. Штукатурка позволяет выровнять поверхность стены, отремонтировать дефекты, возникшие в ходе эксплуатации. Отдельные виды штукатурки позволяют создавать декоративные слои на стенах. Сухие строительные смеси, предназначенные для грубого оштукатуривания стен и потолков, состоят из цемента и песка, или гипса. Химические добавки, вносимые в смесь, делают штукатурный состав технологичным; более легким, за счет воздухововлекаемых агентов; пластичным, благодаря водоудерживающим компонентам. Для финишной отделки применяют декоративную штукатурку, в состав которой входят пигменты, пластификаторы, клеевые составляющие, гранулы камня, пластика. При выполнении технологии нанесения формируется заданный эстетический рисунок нужного цвета. Для помещений с повышенной и переменчивой влажностью и температурой применяются штукатурки, в состав которых входит силикон. После застывания состав остается гибким, хорошо переносит повышенную влажность и перепады температур.
Шпатлевки
Задача шпатлевки - доведение поверхности до гладкого, зеркального состояния, то есть предназначена для тонкой отделки. Шпатлевка представляет собой, как и штукатурка, смесь, состоящую из вяжущего и наполнителя, но размерность фракции зерна значительно мельче. Шпаклевка способна заделать мелкие трещины и сгладить шероховатость оштукатуренной поверхности. По составу бывают цементные, гипсовые, акриловые и полимерные. Добавки, вносимые в сухие смеси схожи с компонентами, добавляемыми в штукатурку. В шпатлевочных составах важно достичь баланса вязкости и максимальной пластичности. Каждый вид сухой шпатлевочной смеси предназначен для определенных поверхностей. На практике шпатлевка наносится на бетонные, кирпичные, деревянные основания.
Сухие клеевые составы
Клеевая смесь – это порошок заданной крупности, состоящий из цемента, кварцевого песка и специальных добавок, которые повышают адгезионные и водоотталкивающие свойства. Применяется для внутренних и наружных работ. В зависимости от назначения сухие клеевые смеси используются для кладки газобетонных блоков, облицовки плиткой, работ по утеплению зданий, монтажа паркетных полов. Клеи на основе сухих смесей отлично наносятся на кирпичное, бетонное, цементно-песчаные основания.
Наливные полы
Наливные полы – особый вид стяжки, который в отличие от стартового покрытия несет эстетическую функцию. Толщина слоя составляет 2-3 миллиметра. Важной особенностью готовых наливных полов выступает их устойчивость к истиранию и воздействию агрессивных сред. В этом состоит главное отличие от песчано-цементных покрытий. В строительстве применяются несколько видов смесей для самовыравнивающихся наливных полов:
- Полиуретановые
- Эпоксидные
- Метилакрилатные
- Цементно- акриловые
Технологии использования смесей допускают комбинации составов для получения покрытий заданных свойств.
Наливные полы широко используются при строительстве производственных помещений, где необходимы повышенные показатели надежности и долговечности; в жилых помещениях, где отдается приоритет экономии объема помещения эстетике и дизайну; в зданиях с высокой проходной способностью – офисах, бизнес- и- торговых центрах, где предъявляются требования к износостойкости и оригинальности покрытия; предприятиях общественного питания и гостиничных и оздоровительных комплексов, где проводится механизированная уборка с применением агрессивных моющих средств.
Специальные смеси
В отдельную группу стоит выделить специальные сухие строительные смеси. Они призваны решать узкоспециализированные задачи. Но возможности современной химической промышленности успешно создают перспективные многокомпонентные смеси, которые могут удовлетворять нескольким целям. Например, быть штукатуркой, гидроизоляцией и клеем для кафеля или плитки. Вопрос заключается лишь в стоимости и спросе на такие композиты.
К специализированным смесям относят составы для гидроизоляции, для ремонтно-восстановительных работ и для утепления зданий.
Теплая штукатурка
Существуют виды смеси, которые предназначены для внутреннего и внешнего утепления. Несет в себе двойное назначение: выравнивание стен и утепление. Утепление происходит за счет присутствия в смеси помимо классических компонентов присутствует вспученная порода. Ее получают при термической обработке минерального сырья: перлит, вермикулит, керамзит. Производят смеси с добавками вспененного стекловолокна, кварцевого песка, пенополистирольных компонентов. При выборе сухой смеси для утепления поверхностей следует обращать внимание на область применения, так как не все смеси универсальны, и предназначены для использования только в определенных условиях- внутри здания или снаружи.
Ремонтно-восстановительные смеси
Предназначены для ремонта и восстановления бетонных железобетонных конструкций. В процессе эксплуатации железобетонные конструкции подвергаются агрессивному воздействию различных сред. В результате бетонный состав теряет прочность, арматура подвергается коррозии. Для восстановления прочностных характеристик конструкций применяется комплексная система восстановления бетона. В нее входят составы для антикоррозийной обработки арматуры, смеси для подготовки адгезионного слоя; смеси для заполнения выбоин, сколов, пустот; крупнозернистая или мелкозернистая смесь для ремонта бетона; полимерцементная шпаклевка.
Смеси герметики
Производятся на основе цементов, имеющих высокую водонепроницаемость в конечном виде, с добавлением полимерных материалов и присадок.
- Проникающая гидроизоляционная смесь. При нанесении смеси на поверхность, состав начинает активно проникать внутрь основания по микротрещинам и капиллярам. В процессе заполнения полостей возникает химическая реакция компонентов смеси с водой. Образуются нерастворимые кристаллогидраты, которые закупоривают микрополости, и прекращают капиллярное и диффузионное движение воды. Чем больше насыщен бетон влагой, тем быстрее и глубже процесс кристаллизации.
- Обмазочная. Наносится на поверхность в виде штукатурного состава, заполняя собой неровности и пустоты. После застывания формирует устойчивый водоотталкивающий слой, который препятствует поступлению жидкости и паров в тело основания.
Выбор смеси
Ассортимент сухих строительных смесей обширен и включает множество наименований. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо придерживаться ряда рекомендаций.
- Нужно точно знать для каких задач будут использоваться строительные смеси.
- При выборе производителя предпочтение стоит отдавать проверенным компаниям, положительно зарекомендовавшим себя.
- Ориентироваться на цену. Вероятнее продукция среднего и верхнего ценового уровня обеспечит необходимое качество и заданный результат.
- Перед приобретением важно обращать внимание на условия, срок хранения и использования сухой смеси. Не стоит ни при каких обстоятельствах приобретать просроченный товар или с нарушением упаковки и режимов хранения.
- Гарантией качества сухой строительной смеси является наличие сервисной поддержки от производителя. Ведущие компании ценят свои позиции на рынке и стремятся их улучшать, в том числе предоставлением поддержки и консультаций покупателей по использованию продукции.
- При выборе смеси необходимо понимать, условия эксплуатации созданного покрытия. Четко следовать рекомендациям производителя по методике применения и режимах эксплуатации.
Сухие строительные смеси призваны повысить производительность труда, а в сочетании с высоким качеством и достойным результатом обеспечивают существенный экономический эффект, который позволяет неоднократно покрыть затраты, связанные с применением и стоимостью смесей.
Как получить высокопрочный промышленный бетонный пол?
Промышленный бетонный пол может быть базовым и финальным напольным покрытием. Задействуют его не только на производственных объектах, но и в большинстве торговых, офисных центрах, в общественных зданиях. Благодаря современным технологиям промышленные бетонные полы не только улучшили и без того качественные характеристики по износостойкости и прочности, но и стали иметь интересные дизайнерские решения.
Под длительной защитой
В настоящее время все активнее при строительстве различных объектов задействуются промышленные полы с топпингом - специальной смесью, укрепляющей верхний слой бетонного покрытия. Топпинги имеют свои разновидности (на основе кварца, корунда или металла), а также различаются по способу нанесения (сухой на бетонную поверхность, влажный на влажную, влажный на сухую).
По словам менеджера по продукту «Промышленные полы» Master Builders Solutions, ООО «МБС Строительные системы» Дарьи Волововой, при выборе топпинга важно знать, каковы будут условия эксплуатации пола на объекте. В первую очередь важны такие показатели, как истирающая и ударная нагрузка, к тому же вид наполнителя значительно влияет на показатель износостойкости упрочняющей смеси. Но, при этом, долговечность готового пола зависит и от множества других факторов. Бывают ситуации когда хорошо выполненный пол с кварцевым топпингом эксплуатируется лучше, чем пол с корундовым топпингом, затертым в сложных условиях. Также на рынке есть т.н. литые топпинги, технология нанесения которых отличается от традиционной порошковой. Как правило, такие топпинги в момент нанесения не рассыпаются на поверхность бетона в сухом виде, а укладываются слоем затворенного водой материала. С точки зрения конечных характеристик такой вариант более предпочтителен, так как финишный слой пола состоит из чистого упрочнителя, а не перемешанного с бетоном в процессе укладки.
Несмотря на то, что классическая «порошковая» технология упрочнения бетонных полов очень распространена на рынке, добавляет эксперт, она является одной из самых сложных с точки зрения соблюдения нюансов выполнения работ. Большая доля успеха лежит в хорошо подобранной рецептуре бетона и стабильности характеристик бетонной смеси в течение каждой заливки. Также большое значение имеют условия производства работ. Топпинги, как любой цементный материал, требуют правильного температурно-влажностного ухода непосредственно после окончания работ, а также контроля условий окружающей среды в процессе монтажа.
«В 2020 году ввиду активного роста сегмента логистики, когда открывались и расширялись складские площади интернет-магазинов, топпинги, на мой взгляд, стали покупаться активнее. При этом, спрос на ремонт и обновление старых бетонных полов становится все более актуальным в последнее время. Мы это видим по большому количеству запросов на технологию выполнения т.н. топпинга по старому бетону - тонкослойного высокопрочного финишного покрытия MasterTop 135PG или MasterTop 450PG. Эти материалы позволяют обновить существующий бетонный пол без значительного поднятия отметки пола»,- подчеркивает Дарья Воловова.
Руководитель Учебно-Технического Центра АО «ГЛИМС-Продакшн» Владимир Хрипунов продолжая тему сообщил, что в настоящее время основные требования при обустройстве промышленных полов предъявляются к марочной прочности бетонной смеси, от которой зависят все остальные свойства готового напольного покрытия - стойкость к истиранию, внешний вид и прочее. Кроме того, для торговых и выставочных залов высокое значение имеет возможность колеровки напольного покрытия. Хотя в данном сегменте встречаются и требования в стиле индустриальный лофт. Например, все напольные покрытия торговых центров «Леруа мерлен» серые – как классические промышленные полы.
Оптимальное обустройство
При заливке промышленных бетонных полов очень часто используется несъемная опалубка, а также рельс-формы. Данные системы помогают оптимальному проведению работ и улучшает качество напольного покрытия.
Руководитель проектного отдела ООО «Пейкко» Игорь Тихонов отмечает, что несъемная опалубка не требует демонтажа после заливки бетона, что экономит время и рабочую силу. За счет своей конструкции она одновременно выполняет функцию деформационного шва. Использование такой системы обеспечивает более быстрый и легкий способ укладки бетона, а также получение полов высокого качества, не требующих технического обслуживания. Несъемную опалубку можно использовать при устройстве полов толщиной от 100 мм на грунтовом основании или бетонной подготовке. С экономической точки зрение применение несъемной опалубки позволяет избежать дорогостоящего ремонта с заменой чернового и основного покрытия; повышает устойчивость к динамическим нагрузкам; обеспечивает долговечность конструктивной основы.
По словам эксперта, рельс-формы оптимальны для создания полов в небольших промышленных помещениях, таких как: гаражи, площадки подземных или крытых автостоянок. Также они применяются при устройстве бетонной стяжки поверх плиты перекрытия. Для устройства промышленных полов большой площади применяются деформационные профили, обеспечивающие передачу усилий с одной карты заливки на другую. Их стоимость в сравнении с рельс-формами существенно выше и зависит от конструктивного исполнения.
«Рынок промышленных полов постоянно развивается, появляются современные виды топинговых покрытий, улучшаются прочностные характеристики. Системы деформационных профилей также совершенствуются, учитывая потребности рынка. Увеличивается несущая способность систем для передачи усилий, улучшается форма силовых профилей, обеспечивая максимально ровное сопряжение с поверхностью бетонной плиты. В частности, не так давно появилась новая система профилей, выполненных в форме синусоиды. Данные профили успешно применяются в зоне интенсивного движения специальной техники с роликовыми колесами. В ближайшее время наша компания планирует выпуск деформационных швов с силовыми профилями в такой форме»,- сообщил Игорь Тихонов.
При ремонте бетонного пола часто проводится и его фрезеровка. Это позволяет ускорить сроки, а также качество ремонта. Генеральный директор "Швамборн Рус" Иван Минчев обращает, что при выборе фрезеровальной (шлифовальной) машины следует правильно оценить экономическую выгоду использования более дорогой или дешевой модели, ее технологические характеристики, срок службы, бренд и т.д. Также, добавляет он, важно четкое соблюдение правил эксплуатации данного оборудования. В частности, фрезерный ротор, ламели и оси ротора нужно проверять на пригодность после каждой эксплуатации и при необходимости заменить на новые. Фрезеровальная машина по бетону всегда должна работать вместе со соответствующим пылесосом – это единый рабочий комплекс. Как и каждый автомобиль, она должна проходить техническое обслуживание раз в году.
Промышленные виды и типы фундаментов
Прочность и надежность любого сооружения зависит от надежности фундамента и грунтового основания.
Стоимость фундамента в затратах на строительство сооружения составляет от 7 до 15%. Но при строительстве на местности со сложным рельефом, сильно обводненных почвах, с применением укрепления грунта, стен и так далее, стоимость может взлетать до 40%. Поэтому крайне важно подходить к выбору фундамента обдуманно и взвешенно.
От чего зависит выбор фундамента
Фундамент– это подземная часть здания или сооружения, воспринимающая нагрузку от надземной части и передающая ее на грунтовое основание. Фундамент состоит из следующих элементов:
- Обрез – верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются наземные части здания.
- Подошва- нижняя плоскость, соприкасающаяся с грунтовым основанием
Состояние грунтов
Грунты– это геологические породы, залегающие в верхних слоях земли. Состоят из твердых частиц- зерен, разной размерности, по- другому- «скелета грунта», и пустот, заполненных атмосферным воздухом или частично водой.
Основанием называется толща грунта, непосредственно принимающая нагрузку от фундамента здания или сооружения.
Основания, способные воспринимать нагрузку без предварительного усиления грунтов, называют естественным. Основания, которые могут принимать нагрузку только после проведения мероприятий по усилению грунтов, называются искусственными.
В следствии давления, передаваемого зданием, грунты под фундаментом испытывают значительные сжимающие усилия. Под действием этих нагрузок грунты равномерно уплотняются. Такие равномерные деформации называют осадкой, которые вызывают осадку фундамента.
Неравномерные деформации грунта, происходят в результате уплотнения и коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок, либо собственной массы, или других факторов. Например, замачивания просадочного грунта, подтаивания участков льда в грунте, называют просадкой. Такие деформации могут вызвать повороты фундаментов, вплоть до разрушения. Просадки основания недопустимы.
Для того, чтобы деформации не оказали опасных воздействий на работающие под нагрузкой конструкции, не повлияли на условия эксплуатации, установлены предельные величины деформации основания и напряжения в грунте, возникающих под подошвой фундамента. Ширина и глубина напрягаемой зоны значительно превосходит ширину основания фундамента. Но на глубине равной шестикратной ширине подошвы фундамента грунт уже не испытывает напряжений.
Если грунты-основания, в пределах сжимаемой толщи, не обладают необходимой несущей способностью, например, насыпные грунты, торфяники, рыхлые песчаные и суглинистые грунты с большим содержанием органических осадков, то их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунтовые основания.
При проектировании промышленных фундаментов обязательно учитываются предельные состояния грунтов по двум группам:
- Несущей способности
- Деформации
Глубина заложения фундамента
На показатель глубины заложения строительного основания влияют факторы:
- Эксплуатационное назначение строения
- Архитектурные особенности сооружения
- Нагрузки: статические и динамические
- Уровень и состояние грунтовых вод
- Глубина заложения коммуникаций и фундаментов соседних строительных конструкций
- Характер грунтов
- Уровень промерзания почвы
- Рельеф местности строительной площадки
Какие существуют нагрузки на фундамент
При расчете параметров основания будущего здания максимально учитываются всевозможные нагрузки. Нагрузки на фундамент делят на постоянные и переменные.
Постоянные нагрузки:
- Вес строительных материалов для возведения стен, материалы окон и дверей
- Вес перекрытий.
- Кровля.
- Лестничные марши
- Вентиляционное и санитарно- техническое оборудование
- Станки, подъемные механизмы и другое стационарное оборудование
Переменные нагрузки:
- Ветровая нагрузка.
- Нагрузка снежного покрова.
- Динамические нагрузки от прилегающих автомобильных дорог, аэропортов, соседних промышленных зданий.
- Вес людей работающих, проживающих и обслуживающих здание.
- Вес мебели, мобильного оборудования.
Требования к фундаментам
К строительным основаниям предъявляются те же, либо более строгие требования, что и к возводимым на них строениям. Поэтому срок службы фундамента не может быть менее срока эксплуатации здания или сооружения.
- Прочность.
- Устойчивость на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы.
- Инертность к воздействию агрессивных грунтовых вод.
- Стойкость к климатическим факторам таким как морозостойкость, пучению грунтов при замерзании.
- Соответствие по долговечности сроку службы здания.
- Экономичность.
- Индустриальность – это возможность производства конструктивных элементов промышленным способом.
Исходя из вышеперечисленных требований выстраиваются принципы проектирования строительных оснований, а именно:
- Расчет фундаментов строений производится по предельным состояниям независимо от вида и типа строительного основания, опираясь на данные геолого-инженерных изысканий.
- Учет взаимодействия всей системы - грунт, строительное основание и надфундаментные несущие сооружения: стены, балки, перекрытия.
- Всесторонний подход при отборе типа фундамента: оценка работы грунтов на основе инженерно-геологических условий на строительной площадке; степени реакции несущей конструкции здания или сооружения на неравномерные деформации грунта.
Проектирование фундаментов
Проектировать строительные основания должны специалисты высокого профессионального уровня. Цена ошибки, допущенной при проектировании, может быть очень высока. К проектированию фундамента следует приступать только тогда, когда на руках имеются все вводные данные: результаты инженерно- геологических исследований, подробный проект надфундаментной части здания или сооружения. Приведенные факторы указывают на сложность выполнения проектирования оснований и фундаментов. Поэтому бывает трудно однозначно решить с выбором рационального типа фундамента, не приняв во внимание несколько возможных, конкурирующих вариантов. Окончательное решение следует принимать на основе технико-экономического сравнения рассматриваемых вариантов оснований и фундаментов. При этом необходимо учитывать финансовые затраты на подготовительные работы, проектировку и строительство; долговечность конструкции, материалоемкость, индустриальность изготовления, трудоемкость, возможность проведения работ в холодное время года. Важно учесть момент сохранения естественной структуры грунтов основания во время производства земляных работ.
Вариантное проектирование оснований и фундаментов рекомендуется выполнять в такой последовательности:
- Наметить возможные, конкурирующие варианты оснований и фундаментов с учетом инженерно-геологических условий строительной площадки, конструктивных особенностей здания или сооружения и действующих нагрузок.
- Рассчитать выбранные варианты оснований и фундаментов в стадии технического проекта, отобрав наиболее нагруженные фундаменты.
- Провести технико-экономическое сравнение вариантов и выбрать из них наиболее рациональный.
Классификация фундаментов
Фундаменты классифицируют по признакам.
По форме в плане:
- Ленточные
- Столбчатые
- Сплошные (плитные)
- Свайные
По виду материала:
- Бетонные
- Железобетонные
- Бутовые
- Бутобетонные
- Кирпичные
- Деревянные
По характеру работы под нагрузкой
- Жесткие. Такие фундаменты испытывают преимущественно сжатие, и в которых не возникает деформации изгиба. Производятся из природного камня и цементного раствора. Например, бутобетон или бетон.
- Гибкие. Работающие как на сжатие, так и на изгиб. В строительстве подобных фундаментов применяют железобетон.
По способу производства:
- Сборные
- Монолитные
По глубине заложения
- Мелкого заложения. Как правило, это до двух метров, но выше точки промерзания грунта
- Глубокого заложения. Ниже точки промерзания грунта.
Виды и типы фундаментов
Ленточные
Применяют на сухих, прочных грунтах. Ленточные фундаменты могут быть как сплошными, так и прерывистым. В разрезе могут представлять собой прямоугольник, трапециевидную форму, либо ступенчатую конструкцию.
- Сборные. Состоят из железобетонных блоков, блоков-плит, фундаментно-стеновых блоков. Блоки- плиты или блоки-подушки выпускаются прямоугольной или трапециевидной формы. Укладываются на тщательно утрамбованную песчаную подготовку толщиной 100 мм. В целях сокращения расхода бетона и снижения массы фундамента применяют пустотелые блоки с узкими сквозными или широкими замкнутыми пустотами. Размеры блоков подушек принимают: по ширине от одного до трех метров; по длине от 1,2 до 3 метров; по высоте 0,3 метра и 0,5 метра
- Монолитные. Представляет собой армированную бетонную конструкцию, проложенную под несущими и ограждающими стенами здания. Может быть выполнен как с мелким заглублением, так и с заглублением ниже уровня промерзания почвы. Позволяет, как и сборный ленточный фундамент, предусмотреть в проекте сооружения подвальные помещения и цокольный этаж.
Все типы ленточных фундаментов подлежат обязательной защите от дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен делают отмостку из асфальта или бетона или сборных железобетонных плит. Ширина отмостки должна быть не менее 0,5 метра, с уклоном от здания 2-3%. Однако, в любых грунтах содержится капиллярная влага. Влага проникает в тело фундамента и поднимается к зоне сопряжения с элементами надземной части строения. Чтобы не допустить поступление влаги на границе фундамента со стенами устраивают гидроизоляцию.
За неправильным осуществлением работ по устройству гидроизоляции и отведению внешних вод неминуемо кроется разрушение фундамента. Увеличение влажности станет причиной вымывания раствора из соединительных швов, отслоения штукатурки, коррозии арматурного каркаса.
Столбчатые фундаменты
Устраиваются в тех случаях, когда нагрузка от здания вызывает давление на грунт меньше нормативного (малоэтажное промышленное строительство), либо под колонны. Бывают сборными и монолитными. Под зданиями с несущими стенами столбчатый фундамент располагают под углами, под простенками и через 3-5 метров на глухих участках стен. По фундаменту прокладывают балки из сборного или монолитного железобетона.
Столбчатые фундаменты применяют для отдельно устанавливаемых столбов, колонн при строительстве, как одноэтажных, так и многоэтажных промышленных и гражданских зданий. Колонный каркас опирают на железобетонные блоки стаканного типа или блок- стакан.
Монолитный столбчатый фундамент представляет собой ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для установки колонн. Высота ступени составляет 0,3 или 0,45м. Подколонники устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою. Высота блок-стакана 1,5 и 1,8 метра до 4,2 метра с градацией через 0,6 метра. Размеры подошв в плане составляют от 1,5 на 1,5 метра до 6,6 на 7,2 с модулем 0,3 метра.
Сплошные фундаменты
При очень слабых грунтах и значительных нагрузках в строительстве применяют сплошные фундаменты или иначе- плитные. Они представляют собой сплошную железобетонную плиту под всей площадью здания. Имеют плоскую или ребристую конструкцию. Применяется в строительстве сооружений без подвалов и цокольных этажей. Плитный фундамент отличается высокой надежностью. Поэтому может применяться на любых видах грунтов. Экономически неоправданно использование плитного фундамента на местности с большим уклоном. Устройство плитного фундамента является затратным, так как подразумевает значительный объем земляных работ и использования большого количества строительных материалов. Конструктивно плитный фундамент представляет из себя многослойную структуру.
- Работы по обустройству сплошного фундамента начинают с выборки слоя почвы и подготовки котлована.
- Площадь котлована утрамбовывают. Затем кладется песчаная или гравийно-песчаная подушка. Она служит для гашения вибраций, отведения грунтовых вод, противодействует пучению.
- Прокладывают геотекстиль для армирования и противодействию заиливания подушки. В зависимости от толщины подушки геотекстиль можно прокладывать между слоями, для улучшения армировки.
- Для выравнивания основы проводят бетонную подготовку жидким раствором. Таким образом выравнивается горизонтальный уровень, что необходимо для правильной установки железобетонного каркаса и улучшается гидроизоляция.
- Гидроизоляция. Гидроизоляционные материалы предотвращают капиллярный подсос влаги
- Железобетонный армирующий каркас. Представляет собой взаимосвязанную конструкцию из арматуры. Каркас предотвращает растрескивание бетона и обеспечивает высокую стойкость к деформациям.
- Бетонный массив. Толщина его зависит от расчетных характеристик здания.
Дополнительно, в зависимости от характера грунтов может монтироваться дренажная система и выполняться утепление для противодействия промерзанию почвы.
Свайные фундаменты
Свайным называют фундамент, в котором для передачи нагрузки от сооружения на грунт используется свая. Он состоит из свай и объединяющей их жесткой связи- ростверка, либо плиты- перекрытия. В соответствии с этим свайные фундаменты бывают:
- Ростверковые
- Безростверковые
Сваи располагают под зданием по аналогии со столбчатым фундаментом, но с меньшим шагом, который определяют расчетом.
Свайные фундаменты применяют там, где необходимо передать значительные нагрузки на слабые водонасыщенные грунты. Когда производство большого объема земляных работ для устройства основания под другие виды фундамента технически невыполнимо или экономически нецелесообразно.
В зависимости от нагрузок, действующих на фундамент, сваи могут располагаться:
- По одной. Под отдельной опорой.
- Рядами под стеновыми конструкциями
- Кустами. Под колоннами.
- Свайными полями. Под строениями малой площади со значительными нагрузками.
По виду материала сваи выпускают:
- Бетонные.
- Железобетонные.
- Стальные
По способу изготовления и погружения в грунт сваи делят на:
- Забивные. Погружают методом забивки, вдавливания, вибрации и ввинчивания
- Набивные. Относятся к группе монолитных. Их устраивают непосредственно в грунте из бетона или железобетона, с помощью специальных обсадных труб, которые погружаются в предварительно сформированную скважину. Применяют такой тип фундамента при больших нагрузках. Диаметр сваи может достигать 1000 миллиметров, а глубина заложения 20 метров и более.
По характеру работы в грунте сваи делятся на два типа:
- Висячие. Не достигают плотного грунта. Принимаемую нагрузку передают за счет сил трения между их боковой поверхностью и грунтом.
- Сваи-стойки. Такие сваи проходят через слабый грунт и нижним концом опираются на прочное основание, передавая на него всю нагрузку от строения.
Отличие фундамента промышленного от частного
Основное отличие промышленных фундаментов, в том числе и фундаментов гражданского многоэтажного строительства, от фундаментов частного малоэтажного строительства заключается в том, что промышленные объекты производят значительно большую нагрузку на строительное основание. Промышленные фундаменты многоэтажных зданий часто испытывают нагрузки не только на сжатие, но и на растяжение, скручивание, смещение. Поэтому промышленные фундаменты отличаются большей прочностью, массивностью, более высокими требованиями к материалам, и дороговизной.