Виды систем утепления и монтаж теплоизоляции
Чтобы построенное помещение длительное время сохраняло тепло, необходимо предотвратить возможную его утечку. Достигнуть нужного результата можно путем монтажа системы утепления. Качество полученного результата зависит от видов применяемых материалов, укладка которых ведется по разработанным технологиям. Обычно они крепятся к стенам помещения. Такая работа должна выполняться профессиональными специалистами, потому что при ее проведении следует учитывать множество нюансов. Подробно узнать о теплоизоляции в строительстве можно здесь.
Технология утепления
Теплоизоляция помещения проводится вне зависимости от его строительства, поскольку такую процедуру можно совершать в любое время после его возведения. Суть работы состоит в создании эффекта термоса. Достигается это использованием специальных материалов, которые укладываются по определенной технологии. После этого полностью исключается контакт между пространством жилого здания и внешней средой. В результате изменения погодных условий никак не сказываются на колебаниях температуры внутри помещения.
Качественный конечный результат получается с использованием двух технологий утепления дома:
- Внутренняя. Для этого утепляющий материал устанавливается на внутренние стены дома. Недостаток такого способа заключается в том, что за счет толщины утеплителя уменьшается внутреннее пространство комнаты. Обычно этот метод используется тогда, когда провести работы с внешней стороны здания невозможно.
- Наружная. В данном случае утеплителем обкладываются наружные стены помещения. Чтобы скрыть материал, сверху он покрывается штукатуркой. Это является более приемлемым вариантом, поскольку расширение стены происходит наружу здания, что не ведет к потере квадратных метров жилья. В результате дом утепляется, а его внутреннее пространство остается по размерам прежним. Именно поэтому такой метод пользуется большей популярностью.
Наружное утепление стен состоит в формировании следующих слоев пирога:
- непосредственно утепляющего материала;
- клеевой прослойки;
- армирующих составляющих;
- декоративной штукатурки.
Присутствие такого большого количества слоев дает возможность хорошо теплоизолировать помещение, а также увеличить толщину стен дома. В результате они существенно укрепляются, что отражается на увеличении их долговечности.
Используемые материалы
В качестве утепляющих составляющих при монтаже теплоизоляции чаще всего применяются следующие материалы:
- Эковата. Это продукт, который получается после проведения вторичной переработки целлюлозы. Материал характеризуется низкой теплопроводностью и небольшой горючестью. Последнее достигается наличием в его составе антипиренов и антисептиков.
- Пенополистирол. Данный утеплитель является полимером. Преграду тепла обеспечивает присутствие в сырье большого количества пузырьков воздуха.
- Пенополиуретан. Данный строительный материал характеризуется пористой структурой, которая заполнена воздухом. Наличие газовой составляющей формирует у пластмассы низкий коэффициент теплопроводности, что обеспечило утеплителю высокую применяемость.
- Пенофол. Это скрученный в рулоны вспененный полиэтилен. Он также обладает пористой структурой и практически на 90% заполнен воздухом. Для упрочнения изделия сверху покрыты фольгированным слоем.
- Фибролитные плиты. В основе материала лежит длинная узкая древесная стружка, скрепленная вяжущим веществом. В качестве последнего используется портландцемент.
- Жидкая керамика. В основе материала лежит боросиликат натрия. Отличительной его особенностью является присутствие в нем вакуумизированных шариков. Именно они формируют в изделии нужный теплоизоляционный эффект. По внешнему виду утеплитель напоминает акриловую краску.
- Минеральная вата. Структура материала представляет собой расположенные в хаотичном порядке волокна, между которыми присутствует воздух. Именно он обеспечивает высокую степень теплоизоляции. Минеральная вата выпускается в большом количестве разновидностей.
- Пеностекло. Это стеклянное вторсырье, которое по определенной технологии запекается в высокотемпературных печах. Существенным преимуществом утеплителя является его пожаробезопасность.
Применение теплоизоляционных материалов происходит с учетом их характерных свойств. При этом обязательно принимаются во внимание требования, которые предъявляются при проведении утепления объекта.
Разновидности систем утепления
Во время теплоизоляции помещения применяются 3 следующие вида методики:
- На поверхность стены наносится легкий слой штукатурки. Сформированная конструкция носит название мокрый фасад.
- На поверхность наносится толстый слой материала. Это называется тяжелый вариант конструкции.
- Вентилируемый вариант. В этом случае между утеплителем и специально созданной ограждающей конструкцией сохраняется воздушное пространство, что является особенностью метода.
Во время применения одного из существующих способов формирования теплоизоляции используются всегда конкретные материалы. Вся необходимая информация по назначению и видам теплоизоляции хорошо изложена здесь.
Легкая штукатурка
Создание мокрого фасада относится к утеплению дома с помощью таких материалов как каменная вата, напыляемый пенополиуретан или пенополистирол. Чтобы раствор быстро высыхал, работы следует проводить, когда температура окружающей среды составляет свыше +10°.
Не следует заниматься утеплением дома при дожде или сильном ветре. Одновременно попадание прямых солнечных лучей на поверхность тоже нежелательно. Когда стена дома обрабатывается легкой штукатуркой, она должна быть достаточно прочной. Поэтому перед проведением таких работ ее следует проверить. Для этого обработку лучше провести сначала небольшого участка. Если результат окажется положительным, уже продолжить работу на всей территории.
Монтаж легкой системы теплоизоляции требует предварительной подготовки стены. Для этого проводятся следующие работы:
- Обрабатывается плоскость стены, на которую будет укладываться утеплитель. Для этого с нее снимаются различные наслоения в виде грязи или грибковых отложений.
- Устраняются все трещины. Это делается с применением цементного раствора, которым замазываются щели и сформировавшиеся углубления. При этом постоянно проверяются плоскостные перепады, которые не должны превышать 5 мм.
- После устранения всех дефектов поверхность грунтуется.
Затем следует монтаж утеплителя. Он выполняется в следующем порядке:
- Готовится клеевой раствор и наносится на подготовленную поверхность.
- Сверху накладывается утеплитель и сильно прижимается к поверхности.
- В том случае, когда одновременно стыкуется несколько листов, между ними не должно оставаться зазоров.
- Как только утеплитель слегка пристанет к поверхности, он фиксируется дополнительно дюбелями.
- Если между листами от щелей избавиться не удается, они устраняются с помощью пены.
Последующее оштукатуривание поверхности начинается через 4 дня. Чтобы раствор лучше приставал к основе, на утеплителе создается искусственная шероховатость. Достигается она с помощью металлической щетки или обыкновенного шпателя. В результате повышается адгезия между отделкой и утеплителем.
Дальше ведется установка армирующей сетки. При этом поддерживается нахлест в размере 100 мм. С помощью уложенного полотна уменьшается вероятность осыпания раствора. Затем наступает завершающий этап в виде накладывания мокрой штукатурки. Такая работа выполняется высококвалифицированными специалистами, потому что требуется выводить финишное выравнивание. Как только декоративное покрытие высыхает, оно окрашивается.
Укладка системы теплоизоляции в виде мокрой штукатурки обладает рядом следующих преимуществ:
- Раствор ложится на стену ровным слоем без зазоров. В результате внутри не формируются мостики холода и карманы, где есть риск скопления конденсата.
- Во время монтажа теплоизоляционного слоя контролируется его толщина. Она должна быть как можно меньше, чтобы не создавалась большая нагрузка на фундамент.
- Если в покрытии появляются дефекты, их устранение не вызывает проблем.
- Длительность службы мокрой штукатурки составляет порядка 30 лет.
- Покрытые таким типом теплоизоляции стены не требуют дополнительного укрепления.
- Широкий выбор строительных материалов, с помощью которых есть возможность выполнять отделку в виде финишного покрытия.
Недостатки у легкой штукатурки практически отсутствуют. Однако следует вести ее монтаж с наружной стороны здания исключительно в хорошую погоду. При выполнении такого условия обеспечивается быстрое высыхание покрытия.
Тяжелая штукатурка
Нанесенная на поверхность здания тяжелая штукатурка представляет собой более долговечное и прочное покрытие. Связано это с тем, что по сравнению с легкой отделкой здесь присутствует увеличенной толщины слой. В итоге застывший раствор может прослужить до 50 лет.
Монтаж тяжелой штукатурки ведется по тому же принципу, что и легкого варианта. При этом здесь следует учитывать следующие нюансы:
- Присутствие не одного, а нескольких слоев утеплителя. Они состоят из арматурных сеток и затвердевших растворов. Укладка ведется последовательным способом. При этом общая толщина пирога достигает 50 мм.
- Если используются теплоизоляционные плиты, то они крепятся исключительно дюбелями, поскольку из-за большой толщины их наклеивание недопустимо. Вкручивается крепеж в стену.
- Параметры арматурной сетки рассчитываются с учетом существующих нормативов. Здесь берутся во внимание такие факторы как толщина изделий и этажность здания.
При выборе теплоизоляционного материала лучше использовать минеральную вату, поскольку применение органических изделий недопустимо. Причиной является возможная коррозия материала, которая приводит к выходу из строя арматурной сетки. Нанесение тяжелой штукатурки может проводиться вручную и с использованием оборудования. В последнем случае распыление раствора ведется с помощью насоса. При появлении на тяжелой штукатурке дефектов они легко устраняются. Это может быть косметический ремонт или серьезные реставрационные работы. После их окончания помещение сохраняет свой индивидуальный вид.
Вентилируемый фасад
Установка конструкции в виде вентилируемого фасада часто используются еще для того, чтобы укрепить стены здания. В его состав входят следующий элементы:
- Каркас. Он крепится к стене здания. В него входят профили, сделанные из стали, алюминия или нержавейки.
- Теплоизоляция. Защищает здание от влияния внешних погодных условий.
- Внешняя отделка. Это декоративное покрытие, которое также выполняет функцию защиты утеплителя от ветра, солнца и атмосферных осадков.
После монтажа вентилируемого фасада между стеной здания и отделкой остается воздушная прослойка. Это искусственный карман для снижения теплоотдачи помещения. При этом перемещение внутри воздушных масс ведется по естественным законам физики без помощи специальных нагнетателей.
Утеплителем при монтаже вентилируемого фасада служат минеральная вата. Крепить ее можно с помощью клея или специальных пластмассовых дюбелей, имеющих грибовидный вид. Если конструкция обладает увеличенным весом, то допускается использование обоих видов фиксации.
Стандартная толщина теплоизоляционного слоя чаще всего составляет 100 мм. При этом в северных регионах данная величина бывает в 2 раза больше.
При установке утеплителя особое внимание уделяется вентиляционному зазору, который отвечает за величину теплоотдачи. При его расчете применяются специальные формулы, где в качестве исходных данных учитываются следующие параметры:
- температура окружающей среды;
- скорость перемещения воздуха;
- коэффициент теплового обмена на территории помещения.
Обычно величина воздушного пространства в вентилируемом фасаде равняется 2-5 см, что является оптимальным для отвода влаги и достаточной циркуляции воздуха. Сверху укладывается облицовочный материал, в качестве которого используется плитка, керамогранит, клинкерный кирпич или стеклянные панели. Каждый вид обладает своими положительными характеристиками, поэтому выбор зависит от мнения хозяина
Установка вентилируемого фасада совершается в следующей последовательности:
- На стене фиксируются кронштейны, которые крепятся к ней дюбелями. В дальнейшем на них будут устанавливаться направляющие.
- При раскрое утеплителя в нем под кронштейны специально прорезаются отверстия.
- Для крепления к стене теплоизоляционного материала используется клей или дюбеля. Во время работы требуется следить, чтобы между стыками листов не оставалось щелей.
- К кронштейнам крепятся направляющие. Это делается с помощью заклепок.
- Сверху каркас покрывается облицовкой. С этой целью на направляющих устанавливаются кляймеры, состоящие из 4 крючков.
Преимущества установленного вентилируемого фасада выражаются в следующем:
- значительно улучшаются такие характеристики здания как тепло-, звуко- и пароизоляция;
- помещение становится намного теплее, что снижает затраты на его отопление;
- стены здания существенно укрепляются и значительно лучше противостоят внешним нагрузкам;
- поверхность приобретает высокие декоративные черты;
- сформированный вентилированный фасад имеет жесткую конструкцию, что обеспечивает ему длительный срок эксплуатации.
Недостатки у такой системы практически отсутствует, но установку ее должны проводить исключительно профессиональные специалисты. Получить более полную информацию о вентилируемом фасаде можно вот в этой статье.
Советы и рекомендации
Процедура монтажа утеплителя и выбор материалов требуют определенных знаний. Для этого следует руководствоваться следующими советами и правилами:
- Установку утеплителя намного легче делать в том случае, когда он выглядит в виде листов. Связано это с тем, что они лучше стыкуются, и между ними быстро устраняются зазоры.
- При монтаже утеплителя в виде плит такой материал должен быть по габаритам больше, чем расстояние между профилями. В этом случае уменьшается риск формирование в местах стыков мостиков холода.
- Чтобы точно установить места утечки тепла в помещении, перед началом работы следует провести диагностику. Это делается с помощью тепловизора.
- Особое внимание следует уделять подготовке стен, на которые будет совершаться монтаж утеплителя.
- При крепеже профиля обращается внимание на материал его изготовления. Поскольку сталь подвергается коррозии, она должна обязательно быть покрыта защитным составом. Деревянные изделия пропитываются антипиренами и гидрофобизаторами.
- Если утеплитель приклеивается к стене, то в его центральной части следует установить несколько дюбелей. Это существенно усилит систему теплоизоляции.
- Если ведется утепление фундамента, то для этой цели лучше всего использовать пенополиуретан и пенополистирол.
Каждая система теплоизоляции обладает своими индивидуальными характеристиками. Во время выбора оптимального варианта в первую очередь следует обращать внимание на помещение. Для каждого здания подходит свой вид утеплителя. В первую очередь учитываются его качественные характеристики и цена. В том случае, когда здание только что построено, экономить на теплоизоляционных материалах не рекомендуется.
Добавки в бетон
Использование бетона в современных условиях немыслимо без применения дополнительных добавок. В промышленном строительстве уже не встретить бетонного раствора классического состава: цемент, щебень, песок и вода. Такая рецептура применима для частного строительства, неответственных конструкций и начинающими специалистами.
Для чего нужны добавки в бетон
Чтобы ответить на этот вопрос, надо знать свойства бетона. В первоначальном виде бетонная смесь состоит из четырех компонентов. Играя пропорциями водоцементного соотношения, регулируются показатели прочности и удобоукладываемости. Например, для того чтобы получить бетон популярной марки М300 или класса В22,5 необходимо задействовать в частях следующие материалы:
- Портландцемент марки М400 – 1часть.
- Щебень гранитный или гравийный- 3,3 части.
- Песок- 2 части.
- Вода- 0,57-0,6 части.
На выходе получается бетон с характеристиками:
- Прочность на сжатие- 29 Мпа или 270 кгс/см2.
- Подвижность или удобоукладываемость - П2. Измеряется по осадке конуса бетонной смеси относительно первоначальной формы, и составляет 7-9 см.
- Морозостойкость- F150.
- Водопроницаемость- W5.
- Плотность 2400 кг/м3.
О чем говорят эти цифры на практике. В практическом применении приготовленная смесь ведет себя следующим образом. Подвижности смеси на уровне П2 недостаточно, чтобы раствор гарантированно заполнил полости сложной опалубочной конфигурации объекта. Возникает угроза образования многочисленных пор и пустот. От этого лабораторный показатель прочности будет не 29 Мпа, а значительно ниже. Данный факт влияет на надежность бетонной конструкции и возможность выполнения возложенных на нее функций. Такой бетон сложно ровнять на площадке и формировать монолит. Необходимо придать смеси текучесть, пластичность, подвижность. Это можно сделать тремя способами:
- Внести большее количество воды. Избыток влаги неминуемо приведет к потере прочности, образованию трещин, повышению истираемости.
- Увеличить показатель тиксотропности. Тиксотропность- способность жидкости разжижаться при определенном виде механического воздействия. То есть использование бетонного вибратора решит вопрос текучести смеси. Но использование технологического оборудования влияет на удорожание работ с бетонной смесью и далеко не всегда оправданно и возможно использование виброинструмента.
- Добавить к бетонному раствору вещества, которые уменьшают сцепление частиц смеси между собой, тем самым увеличивая их подвижность. Так возникли пластификаторы.
Экспериментально установлено, что прочность близкую к 100% бетон набирает через 28 дней. Строительные нормы допускают предварительное нагружение бетона и его распалубку при 70-80% прочности. Этот показатель достигается за 5-7 дней. В существующих бизнес-моделях производства и строительства такой простой считается недопустимым. С другой стороны, в массивных и объемных конструкциях важно, чтобы процесс гидратации проходил плавно. В этом случае процесс кристаллизации раствора нужно замедлять. Для регулирования скорости кристаллохимического отверждения разработаны добавки ускорители и замедлители схватывания.
В классической по составу бетонной смеси возможна реакция гидратации только при положительных температурах. При температуре раствора +50С скорость реакции серьезно снижается, при 00С, когда вода кристаллизуется, прекращается вовсе. Фактор чрезвычайно важен тем, что непрогидратированная смесь никогда не наберет проектную прочность. Этот вопрос решают подогревом смеси или введением добавок, препятствующих замерзанию влаги.
В приведенном примере водопроницаемость бетона составляет W 5. Это значит, что при избыточном давлении воды в 5 кгс/см2 она не просочится сквозь стенку толщиной в 10 см. Изделия из бетона эксплуатируются в различных условиях, в том числе при долговременном воздействии влаги: фундаменты с высоким расположением горизонта грунтовых вод, опоры мостов, пирсы, причалы, судовые верфи. В этих случаях важно снизить проникновение воды в толщу бетона во избежание вымывания частиц вяжущего компонента, агрессивного химического воздействия и уменьшения прочности бетонной конструкции. Для улучшения показателя водонепроницаемости вводят водоотталкивающие компоненты.
Одним словом, добавки необходимы для улучшения технико-физических свойств цементных смесей и управления свойствами бетонов.
Какие бывают виды добавок
Для формирования проектных свойств в бетонные составы вносятся добавки:
- Пластификаторы
- Модификаторы
- Антиморозные добавки
- Водоотталкивающие
- Антикоррозийные
- Воздухововлекающие
- Для самоуплотнения
- Регуляторы набора прочности
- Для реставрационных работ
- Комплексные.
Пластификаторы
Наиболее популярный вид добавок. При использовании пластификаторов возможно увеличение подвижности бетонной смеси с П1 до П5. Использование пластификаторов делает бетонный раствор удобоукладываемым, прочным и долговечным. Пластификаторы обладают водоредуцирующими свойствами. То есть способны снижать расход воды без потери прочности цементного камня. Пластифицирующие добавки способны продлить жизнь раствору, препятствуют расслоению, позволяют задействовать на стройплощадке насосы. Привлечение техники ускоряет процесс закладки бетона в конструкцию и увеличивает производительность труда. Таким образом пластификаторы обладают рядом преимуществ:
- Повышают пластичность готового раствора.
- Экономят расход смеси
- Повышают трещиностойкость бетона.
- Увеличивают прочностные характеристики произведенного бетона до 30%.
- Пластифицированные бетонные растворы не требуют уплотнения.
- Возрастает морозостойкость бетона за счет снижения количества влаги при производстве.
- Растворы с пластификаторами обладают хорошей адгезией с разными поверхностями.
Пластификаторы выпускаются в виде жидкостей и порошковых смесей.
Антиморозные добавки
Не стоит полагать, что применяя антиморозные добавки, не нужно думать о температурных условиях, в которых происходит твердение бетонной смеси. Важно знать, что антиморозные добавки предназначены, в первую очередь, для того чтобы обеспечить доставку смеси в удобоукладываемом состоянии и не допустить кристаллизации влаги при укладке раствора. На площадке должны быть обеспечены меры по прогреву бетона и влажностный режим.
Противоморозные свойства добавки сводятся к одному принципу- понижению температуры замерзания воды в бетонной смеси. Это достигается за счет введения в бетонный раствор солей тех. квалификации: хлорида натрия, хлорида кальция, кальцинированной соды, поташа(карбоната калия), натриевой и кальциевой селитры, формиат натрия (натриевая соль муравьиной кислоты).
Применение исключительно противоморозных добавок сопряжено с рядом существенных минусов:
- Быстрое твердение бетона
- Используемые соли химически активны, способны вступать в реакцию с продуктами бетонной смеси, с последующим выделением вредных веществ, например, окислов азота или аммиака.
- Использование не по рецептуре приводит к коррозии арматуры и щелочной коррозии бетона.
- Снижается прочность бетона.
Чтобы нивелировать отрицательные проявления антиморозных наполнителей, рекомендуется использовать их только вкупе с пластифицирующими и воздухововлекающими компонентами, регуляторами твердения. Это позволяет снизить концентрацию противоморозных веществ.
О полной безопасности и экологичности антиморозных компонентов не может идти речи, пока в их составе есть хлор и опасные соединения азота. Поэтому лучшим способом повысит безопасность бетонной конструкции остается планирование работ в теплое время года.
Водоотталкивающие добавки
Наличие влаги в готовой бетонной конструкции может существенно влиять на ее свойства в худшую сторону. Если бетон способен впитывать, пропускать влагу, то непременно снижается прочность, долговечность и морозостойкость конструкции. Бетон способен накапливать влагу благодаря наличию в структуре пор и капилляров; присутствию внутренних напряжений и деформаций, которые ведут к образованию микро-и макротрещин. Водопроницаемость бетона обозначается буквенным индексом W. Нормируется от W2 до W20. Бетон с водопроницаемостью W4 используется в тех ситуациях, когда показатель гидрофобности (водоотталкивания) не имеет значения. W6- бетон с таким показателем наиболее часто используется в строительных работах. W8- бетон с таким показателем пропускает мало влаги и применяется для возведения фундаментов на сухих основаниях. Бетон с показателем гидрофобности выше W8 применяется для возведения гидротехнических сооружений.
Водоотталкивающие добавки в бетонную смесь работают по одному принципу: уплотняют бетонный монолит, уменьшают вероятность появления пор и капилляров. Такого эффекта удается добиться в результате химических реакций между водой цементом и наполнителем. В результате образуются нерастворимые соединения, заполняющие микропустоты. Водонепроницаемость бетона повышают нитраты, сульфаты, хлориды железа, сульфаты алюминия, добавки на основе битумных эмульсий.
Защитить бетон от проникновения влаги можно используя проникающие составы, нанося их на застывшую конструкцию. В этом случае гидрофобизатор проникает вглубь материала на 5-15 см., реагирует, образует полимерные соединения, надежно закупоривает капилляры и поры. Такой метод применяется не только для вновь возведенных строительных конструкций, но и для подверженных растрескиванию изделий.
Антикоррозийные добавки
Служат для снижения щелочной коррозии бетона. Антикоррозийный класс добавок призван связать свободные гидроксильные группы. За счет этого происходит уплотнение бетона, повышается его гидрофобность и долговечность.
Воздухововлекающие добавки
Воздухововлекающие добавки используются для увеличения морозостойкости бетона. Пузырьки воздуха в монолите образуют микропустоты. При отрицательных температурах свободная вода застывает, расширяясь и при этом разрывает бетонный камень. В случае наличия мелких пустот, вода заполняет микро- пространство, не нанося вреда монолиту. Воздухововлекающие добавки способствуют снижению плотности бетона, и следственно, прочности. Поэтому вносить воздухововлекающий наполнитель следует с осторожностью и строго следуя указаниям производителя. Воздухововлекающие компоненты применяются также для намеренного снижения удельной массы бетонной смеси; улучшения тепло-и звукоизоляции; снижения расслаиваемости раствора, увеличению трещиностойкости, предотвращению высолов. На практике оправдано применение воздухововлекающих добавок с пластификаторами бетона.
Добавки для самоуплотнения
Необходимы там, где невозможно провести механическое уплотнение смеси, в частности в часто армированных конструкциях. Применение самоуплотняющих наполнителей гарантирует заполнение опалубочного пространства без потери прочностных характеристик. Отличительной чертой самоуплотняющихся бетонных растворов является отсутствие расслаиваемости при высокой подвижности смеси. Такие свойства обеспечивает значительная вязкость раствора. Добиться этого удается внесением в рецептуру состава добавок на основе:
- Целлюлозы
- Гидролизованного крахмала
- Полиэтиленгликоля
- Полимеров.
Самоуплотненные бетоны характеризуются:
- Низким водоцементным соотношением
- Существенными водоотталкивающими свойствами
- Высокой подвижностью- П5
- Малой пористостью. Содержание пузырьков воздуха не более 5%
- Значительной прочностью на сжатие, до 100 Мпа
Регуляторы набора прочности
В строительной практике существуют ситуации, когда необходимо ускорить или замедлить схватывание бетонного раствора.
Замедлители гидратации требуются:
- В жаркую погоду. При повышенной температуре и пониженной влажности из бетонного раствора происходит активное испарение влаги, что приводит к преждевременному схватыванию.
- При заливке больших по площади объектов. При неравномерном схватывании существует угроза образования холодных швов. Это ухудшает свойства монолитной конструкции
- При возведении ответственных массивных и гидротехнических сооружений, чтобы избежать появление трещин, вызванных нелинейным твердением бетона.
Замедлить схватывание и увеличить трещиностойкость бетонного раствора способны пластификаторы. Добиться этого можно, увеличив количество вещества, вносимого в раствор. Но в данном случае возникает угроза коррозии арматуры. Поэтому с задачей замедления твердения лучше справляются следующие специализированные препараты:
- Нитрилотриметиленфосфоновая кислота, в абревиатуре НТФ, шестиосновная органическая кислота. Широко применяется для торможения процессов гидратации.
- Молочная сыворотка. Остаточный продукт переработки пищевого молока.
Механизм замедления твердения заключается в связывании гидроксильных групп веществами замедлителя, и с изоляцией частиц цемента от воздействия воды, то есть препятствию, снижению скорости реакции гидратации.
Ускорители набора прочности
Ускорение схватывания требуется для того, чтобы снизить простои на стройплощадке и оптимизировать процесс строительства объекта.
Ускорение твердения бетонного раствора- комплексный процесс, который включает в себя внесение добавок-ускорителей в смесь, повышение температуры раствора, снижение испаряемости, контроль температурно-влажностных показателей.
К добавкам, способным увеличить скорость набора прочности бетона относят такие вещества как поташ (карбонат кальция), хлорид кальция и натрия. К применению добавок- ускорителей следует относится крайне внимательно и не превышать рекомендованных производителем норм. Иначе возможно снижение прочности бетона и коррозии стальной арматуры в железобетонных изделиях.
Реставрационные добавки
Особый вид добавок, который отличается специфическими свойствами. Применяется для проведения реставрационных работ железобетонных изделий и бетонных конструкций. Реставрационные добавки должны отвечать следующим требованиям:
- Иметь повышенную адгезию.
- Препятствовать коррозийным процессам.
- Бетон с добавлением добавок должен обладать значительной прочностью.
- Раствор обязан иметь высокую пластичность и укладываемость.
Комплексные добавки
Наряду с добавками специфического, узконаправленного действия, на практике часто используются составы, в которых сбалансированы вещества, решающие несколько задач одновременно. Это удобно тем, что при замесе бетонного раствора нет необходимости в дополнительной дозировке компонентов, снимается вопрос о химической агрессивности материалов друг к другу. Эта задача решена производителем при подборе компонентов комплексной добавки.
Как правильно подобрать смесь
В заключении необходимо выделить шаги для правильного выбора состава бетона для строительства. Во-первых, состав бетонной смеси должен быть просчитан специалистами, согласно проектной документации. Во-вторых, важно произвести пробный замес, и провести экспертизу бетонного образца. Это важный момент, так как компоненты бетонного раствора неоднородны, количество примесей варьируется. В-третьих, необходимо учесть все особенности использования бетонной смеси: время на доставку, климатические особенности, технические нюансы, квалификацию работников, подъездные пути, метод разгрузки и укладки бетона. Не секрет, что даже очень качественная бетонная смесь может быть загублена халатностью и непрофессионализмом человеческих рук.
Бетон
Самым распространенным современным материалом в строительстве по праву считается бетон. Бетон - это искусственно произведенный строительный материал. В классическом виде представляет собой смесь четырех компонентов:
- Цемент
- Щебень
- Вода
- Песок
От пропорций компонентов и их качества зависят характеристики конечного материала.
Индустрия бетонных смесей активно развивается. Свойства бетонов разнообразны и хорошо изучены. И для того, чтобы известные свойства улучшать или изменять, разработаны специальные добавки, которые применяют в производстве как пятый компонент основного состава.
Область применения бетона
Разнообразие применения бетона обусловлено его характеристиками. Бетон применяется повсеместно в строительной индустрии: от строительства небоскребов, атомных станций, подводных тоннелей, космодромов, до отделки жилых квартир. Для наиболее нагруженных строений применяется бетон повышенной прочности. Прочность бетона косвенно привязана к его массе и плотности. Бетон, применяемый для возведения электростанций, зданий большой этажности, имеет плотность 2500 кг/м3, называется особо тяжелый. Для строительства фундаментов гражданских зданий, торговых центров строители используют тяжелые марки бетона плотностью 1800-2500 кг/м3. Стеновые панели, межэтажные перекрытия, строительные блоки производят из легкого бетона, плотность которого колеблется, в зависимости от изделия, от 500 до 1500 кг/3. Для наружной теплоизоляции зданий разработан особо легкий бетон, плотность которого ниже 500 кг/м3.
Бетонная смесь может применяться в строительстве в индустриальном виде, то есть в виде готовых изделий и непосредственно на строительной площадке в наливном состоянии.
К бетонным изделиям относят все виды железобетонной продукции, газобетонные блоки, шлакоблоки и прочие, формованные в промышленных условиях, разновидности продукции. В наливном виде бетон используют в дорожном строительстве, для заливки фундаментов: ленточных, плитных, свайно-набивных; для изготовления стяжек и отмосток; при строительстве монолитных построек.
Производство бетона
Изготовить бетонную смесь для незначительного объема работ можно самостоятельно на строительной площадке. Но наилучшие характеристики обеспечит бетон, произведенный в заводских условиях.
Характеристика сырья для производства бетона
Качество бетонной смеси во многом зависит от свойств компонентов сырья.
- Песок. Служит наполнителем в бетонном растворе. Используют песок средней- 1,2 мм и крупной- 3,5мм, фракции. Более мелкие размеры фракций не применяют, так как такую смесь сложно связать и бетон подвержен быстрому разрушению. В идеале песок не должен содержать глинистых и сульфатных примесей. Добиться этого невозможно, поэтому содержание посторонних компонентов регламентировано на уровне 5%. В теории песок должен быть сухим, но на практике сырье содержит долю воды. На производстве этот показатель в обязательном порядке учитывают и вносят корректировки в пропорции компонентов.
- Щебень. Для изготовления бетона используют гравийный или гранитный щебень. Щебень должен соответствовать нормативным требованиям по показателям прочности. Щебень из известняков не используют, так как он не обладает достаточными прочностными характеристиками и химически не устойчив. Размер камней щебневого массива лежит в диапазоне от 1 до 8 см. При этом, чем мельче основная фракция, тем крепче образуется монолит. Для изготовления товарного бетона используют чистый щебень, без глинистых и известняковых включений.
- Цемент. Используется в бетонном растворе в качестве вяжущего материала. Товарный бетон производят, применяя цемент марок М400 и М500. При изготовлении железо– бетонных изделий используют цемент марок от М400 и выше до М1500. Основным видом цемента для производства товарного бетона служит портландцемент. Значительно реже, но все же применяются:
- Шлакопортландцемент. В обычный портландцемент добавляется молотый шлак. При равных прочностных характеристиках. Шлакопортландцемент имеет более низкую стоимость по сравнению с портландцементом и более высокую химическую инертность. Существенным недостатком материала выступает низкая морозостойкость.
- Пуццолановый цемент. Цемент, в который добавлены синтетические вяжущие материалы. Имеет узкое направление использования. Бетонный камень, получаемый из раствора, обладает повышенной влагостойкостью. Поэтому пуццолановый цемент используют для производства водостойких изделий: шлюзов, молов, кораблестроительных доков, причалов, оросительные и дренажные сооружения, дамбы, плотины.
- Вода. Выступает затворяющим элементом бетонной смеси. Вода для производства бетона должна быть максимально свободна от растворенных в ней солей. В особенности сульфатов и хлоридов, которые негативно влияют на прочность цемента и коррозийную стойкость арматуры в железо-бетонных изделиях. Для наилучшей гидратации цемента количество воды в водно-цементном растворе должно быть 25%. Водно-цементное соотношение (В/Ц) может меняться в зависимости от состава смеси. Показатель В/Ц чрезвычайно важен для качества бетона. При наличии в смеси излишней воды теряется плотность бетона, образуются полости, изменяется время схватывания, материал подвержен растрескиванию. В обратном случае получается непластичная, неоднородная смесь, есть вероятность неполной гидратации. В первом и втором случае в бетонном монолите страдает наиважнейший показатель – прочность.
- Добавки. Современный бетон немыслим без добавок. Добавки могут быть химическими, полимерными и минеральными. Их задачей является воздействие на бетонную смесь, и улучшения заданных свойств без существенного удорожания. Использование добавок позволяет:
- улучшить качество бетона;
- повысить пластичность смеси;
- увеличить показатель удобоукладываемости;
- оптимизировать процесс схватывания и набора прочности- гидратации бетона;
- уменьшить водопроницаемость бетона;
- получить бетон для работы при отрицательных температурах;
- улучшить морозостойкость.
Для влияния на свойства бетонного камня применяют:
- Пластификаторы. Широкая группа добавок, которая позволяет придать бетонному раствору пластичность, снизить количество воды, увеличить плотность, улучшить водонепроницаемые свойства.
- Модификаторы. Применяются для увеличения прочности в случае использования низких марок цемента.
Добавки, влияющие на скорость набора прочности. Существуют вещества, которые ускоряют набор прочности в бетонной смеси. Необходимы для сокращения времени до распалубки и начала предварительного нагружения бетонного камня. В массивных конструкциях в бетон добавляют материалы, замедляющие процесс кристаллохимического схватывания. При этом процесс гидратации происходит постепенно, полно, с плавным выделением теплоты от химической реакции.
- Противоморозные добавки. Введение морозостойких веществ позволяет работать с бетоном без дополнительного обогрева в условиях низких температур, так как гидратация цемента возможна до 00C. Нарушение рекомендаций по применению противоморозных добавок отрицательно влияет на коррозионную стойкость железной арматуры.
- Гидрофобизаторы. Вещества, препятствующие процессу водопоглощению извне.
- Воздухововлекающие. Способствуют насыщению бетона воздухом. Улучшают морозостойкие свойства, снижают плотность и теплопроводность. Бетонная смесь с такими добавками может быть задействована при внешней отделке зданий.
- Пигментные компоненты. Роль пигментных добавок в бетоне одинакова- поглощать и отражать определенный спектр световой волны. В зависимости от того какой частоты отражается свет человек видит цвет предмета. Для окрашивания в массе бетонной смеси используют минеральные пигменты:
- Углерод;
- двуокись титана;
- умбра- в состав входят оксиды железа, марганца, алюминия, кремния;
- оксид хрома.
Производят бетон путем тщательного смешивания в пропорциях всех компонентов. До начала миксерования производится замер влажности сырья и корректировка рецептуры. Принципиальная схема производства выглядит следующим образом. В отдельные бункеры- дозаторы засыпается песок и щебень. Цемент хранится в специальных колоннах. Твердые компоненты подаются в заводской миксер, туда же заливаются жидкие- вода и добавки. Все тщательно перемешивается. На заводах установлены бетонные миксеры объемом от 2м3. Нет смысла ставить большие бетономешалки. Это затрудняет процесс перемешивания, увеличивает энергозатраты и не позволяет оперативно менять рецептуру в зависимости от потребностей. Готовый бетонный раствор загружают в специализированный транспорт.
Логистика бетонных смесей
Для обеспечения качественной доставки раствора необходимо учитывать несколько факторов:
- Способ транспортировки. Бетон транспортируют двумя видами транспорта:
- Автосамосвалом. Перевозятся тяжелые марки с низкой подвижностью раствора (П1-П2). Если перевозит высокоподвижные бетонные растворы автосамосвалом, то бетонной массе грозит расслоение на фракции. И тогда на объекте потребуется дополнительное перемешивание.
-Автобетоносмесителем. Транспортируются растворы высокой подвижности. От П3 и выше. Преимуществом автобетоносмесителей является то, что бетонная смесь не расслаивается, доставляется однородной.
- Удаленность объекта от завода. Экономически целесообразно везти бетон на площадку, расположенную в радиусе 50-70 км. от производителя при условии хороших дорог и затруднений в движении. Далее этого расстояния возникает угроза схватывания или расслоения бетонной смеси. Выходом в этой ситуации служит затворение сухой смеси водой не на заводе, а на этапе транспортировки. Это позволяет увеличить расстояние перевозки.
- Свойства бетона. Необходимо учитывать данный фактор, так как от заданные свойства строго диктуют время сохранения бетонным раствором строительных качеств.
Особенностью производства и доставки бетона является тот факт, что приготовленная смесь должна быть доставлена на строительную площадку в течении 1,5-2 часов. Строители нарушают установленные нормы, добавляя перед выгрузкой в бетонную смесь воду для повышения пластичности и сокращения времени заливки. Исключение- естественное испарение влаги в жаркую погоду. В этом случае в раствор добавляется вода. Данный факт фиксируется в акте и подписывается представителем заказчика и ответственным лицом от производителя. Незадокументированное внесение воды или добавок в бетонную смесь на строительной площадке и в процессе транспортировки запрещено ГОСТ 7473-2010. Целесообразнее заказать бетон нужной или большей пластичности. По стоимости это дороже, но нет риска потери прочности монолита при добавлении воды и нерецептурных добавок перед укладкой.
Характеристики бетона
Маркировка и свойства бетона зависят от физических характеристик:
Прочность. Наиважнейший показатель бетонного камня. От прочности зависит долговечность эксплуатации бетонного продукта. Прочность зависит от типа применяемого цемента, водоцементного соотношения и свойств наполнителей и добавок. Чем меньше воды в бетонном составе, до известных пределов, тем прочнее будет искусственный камень.
Плотность. Показатель связан с прочностью. Чем выше плотность, тем прочнее бетонный монолит. Выражается плотность в кг/м3 .
Удобоукладываемость. Измеряется практическим путем с помощью конуса Абрамса. В зависимости от степени удобоукладываемости бетон подразделяют на три группы:
- Жесткий. Редко используется в гражданском строительстве, так как сложно уложить в опалубку. Применяется в прокладке дорог.
- Подвижный. По степени оседания формы из конуса Абрамса существует 4 класса бетона от П1 до П5. При укладке раствора класса П1-П2 требуется дополнительное уплотнение бетона. П3-П5- смеси значительно пластичнее и не требуют вибрации.
- Растекающийся. Очень пластичные смеси, способные самостоятельно растекаться в опалубке и заполнять пространство без вибрации и дополнительного уплотнения.
Водопроницаемость. Важное свойство для сохранения монолитности и надежности бетонного камня. Характеризует при каком давлении бетон не пропускает воду. Выражается буквой W. Выпускают бетон марок W 2 до W до W20. Водонепроницаемый бетон используют для бетонирования конструкций, работающих в условиях повышенной влажности: подвальные помещения, тоннели, опоры мостов, дамбы и так далее.
Морозостойкость - характеризует сколько циклов замораживания-оттаивания способен выдержать материал без потери качественных характеристик. В маркировке бетона обозначается буквой F. Выпускаются марки бетона по морозостойкости от F15 до F1000.
Истираемость – величина уменьшения в объеме бетонного слоя под воздействием истирающих усилий. Важный показатель для бетона, применяемого при строительстве дорог, тротуаров, лестниц. Напрямую зависит от прочности. Чем прочнее бетон, тем ниже показатель истираемости. В маркировке прописывается буквой G. Производятся бетоны низкой (G1), средней (G2) и высокой(G3) истираемости.
Время набора прочности. От этого показателя зависит скорость проведения строительных работ. Бывают быстротвердеющие смеси и медленнотвердеющие. Скорость твердения бетона не равномерна и зависит от температуры, влажности и внесенных добавок. Оптимальными условиями твердения классического бетонного раствора являются температура 18-220С и влажность 90%. В этих условиях бетон набирает 70% прочности через 5-6 дней. Этого достаточно для распалубки и нагружения бетонной конструкции. Близко к 100% твердение произойдет через 28 дней.
Контроль качества бетона
Как ни странно, но в качественном бетоне заинтересованы все стороны процесса. Производитель бетона несет полную материальную, административную и уголовную ответственность за предоставленную продукцию. Если по вине бетонного завода происходит необратимое нарушение строительства или возникает угроза безопасности, то на компанию по производству бетона налагаются огромные штрафные санкции. Поэтому добросовестный и надежный производитель не экономит на проведении испытаний на соответствие бетона установленным стандартам качества.
Контрольные испытания проводятся в специализированной и аттестованной лаборатории. Лаборатория должна помимо аттестации иметь лицензию на проведение работ по оценке качества бетона. Важно помнить, что только аттестованные и лицензированные организации имеет право проводить экспертизу и оценку качества бетонных смесей, и только их заключение будет нести юридическую силу.
Как правильно заказать бетон
При заказе товарного бетона необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:
- Приобретать бетон нужно у надежных, проверенных изготовителей, которые работают не один год. Нужно понимать, что при схватывании свойства бетона неисправимы. В этой связи рекомендуется изучить строительные интернет-форумы региона для поиска отзывов о производителях бетона.
- Обязательно согласовать с заводом, опираясь на проектную документацию, какими характеристиками должен обладать бетонный раствор: прочность, жесткость и подвижность, морозостойкость, водонепроницаемость, скорость набора прочности, вид добавок
- Обговорить габаритные размеры автобетоносмесителя и уточнить, возможность подъезда автотранспорта к месту выгрузки. Важно учесть массу груженого автобетоносмесителя и надежность грунта.
- У изготовителя обязательно требовать паспорт бетона, где указывается основные характеристики и объем бетонной смеси.
- Во избежание неприятностей, рассчитать примерную время доставки от производителя до объекта, с учетом затруднений на дорогах и периода «час пик».
- До прибытия миксера необходимо тщательно подготовить все необходимое для оперативной разгрузки, так как время выгрузки ограничено условиями производителя. Простой не по вине поставщика оплачивается заказчиком.