Какие материалы используются в монолитном строительстве: виды и назначение
В монолитном строительстве несущую конструкцию формируют бетон и арматура. Опалубка задает геометрию железобетона, фиксаторы армокаркаса сохраняют проектный защитный слой. Гидроизоляция герметизирует швы и отсекает капиллярное впитывание влаги. Укрывные материалы и прогрев обеспечивают условия для набора прочности.
На строительной площадке при возведении монолитных сооружений собирают арматурный каркас, устанавливают опалубку, укладывают и уплотняют бетонную смесь. Затем поддерживают требуемые влажностные и температурные условия до набора необходимой прочности. В статье разобрано, какие материалы используют в монолитном строительстве?
Основные материалы
- Бетон формирует объем конструкции и воспринимает преимущественно сжимающие усилия.
- Арматура воспринимает растягивающие и предусмотренные расчетом сжимающие усилия, ограничивает раскрытие трещин и связывает элементы в пространственную систему.
- Опалубка удерживает свежеуложенную смесь, задает размеры, форму и качество поверхности бетона.
- Фиксаторы, вязальная проволока и соединительные муфты служат для позиционирования, сборки и стыковки стальных стержней.
- Закладные элементы формируют узлы, стяжные шпильки удерживают противоположные щиты опалубки.
- Гидрошпонки, гидрофильные профили, инъекционные шланги и наружная гидроизоляция защищают швы и подземные конструкции от протечек.
- Пленка, укрытия, теплоизоляционные маты, греющие провода и пленкообразующие составы нужны для ухода за бетоном после укладки.
Опалубка 1 класса точности по ГОСТ 34329-2017:
Бетонная смесь
Бетонную смесь для монолитного строительства готовят из цементного вяжущего, воды, наполнителей тонкой и крупной фракции. В состав входят минеральные компоненты и химические добавки, регулирующие подвижность, скорость твердения, морозостойкость и другие свойства.
Для насосной подачи учитывают сохраняемость подвижности, максимальную крупность заполнителя, длину трассы и плотность армирования. Смесь должна проходить между стержнями и полностью заполнять опалубку без добавления воды на площадке. При заливке смеси краном на участках, где подача бетононасосом невозможна или нецелесообразна, используют поворотные или неповоротные бадьи. Особенности растворов для бетонирования:
- тяжелый бетон применяют для большинства фундаментов, стен, колонн, балок и перекрытий;
- мелкозернистые, легкие, самоуплотняющиеся и фибробетонные смеси назначают для тонкостенных и густоармированных элементов, замоноличивания стыков, заполнения узких полостей;
- самоуплотняющийся бетон подходит для густоармированных элементов сложной геометрии;
- введение фибры снижает риск образования трещин, повышает сопротивление ударным и изгибающим воздействиям;
- пластификаторы и суперпластификаторы повышают удобоукладываемость без неконтролируемого увеличения количества воды;
- ускорители способствуют раннему набору прочности, замедлители сохраняют свойства смеси при длительной доставке или непрерывном бетонировании крупных захваток;
- противоморозные добавки используют только в составе расчетной технологии зимнего бетонирования.
В рабочей документации задают класс по прочности на сжатие B, марку по морозостойкости F, марку по водонепроницаемости W и марку по удобоукладываемости.
Составы и добавки для бетона:
Арматура и материалы для каркаса
Стальная арматура остается основным материалом для монолитного железобетона. Стержни периодического профиля обеспечивают сцепление с бетоном, гладкие применяют в предусмотренных проектом конструктивных элементах. Из стержней, сеток и каркасов формируют рабочее, распределительное и поперечное армирование. Класс арматуры, диаметры, шаг, анкеровку, нахлесты и защитный слой назначают в чертежах марки КЖ.
Стержни стыкуют внахлест, сваркой или механическими муфтами, а элементы каркаса фиксируют вязальной проволокой. Проволока удерживает их в проектном положении во время монтажа и бетонирования, но не является рабочей арматурой. Сварку применяют в проектных узлах и для марок проката с требуемой свариваемостью. Муфтовые соединения используют при больших диаметрах, высокой насыщенности каркаса, ограниченной длине нахлеста и стыковке закрепленных стержней.
Композитную стеклопластиковую или базальтопластиковую арматуру применяют в конструкциях, для которых выполнен отдельный расчет. Она устойчива к коррозии и имеет небольшую массу, но отличается от стали модулем упругости, поведением при нагреве, анкеровкой и способами соединения. Заменять стальные стержни композитными по одинаковому диаметру без перерасчета нельзя.
Пластиковые и бетонные фиксаторы удерживают каркас на заданном расстоянии от опалубки. Для вертикальных поверхностей применяют фиксаторы типа «звездочка», для плит и оснований используют «стульчики», «стойки», линейные опоры и бетонные фиксаторы. Высоту подбирают по проектному защитному слою, а несущую способность и шаг расстановки увязывают с массой каркаса и монтажными нагрузками. Обломки кирпича, древесину и случайные куски металла вместо фиксаторов не используют: такие подкладки создают переменный защитный слой.
В арматурный каркас заранее устанавливают закладные, анкерные блоки, гильзы, патрубки, коробки проемов. Положение формообразующей конструкции проверяют до бетонирования, поскольку сверление готового монолита может повредить рабочую арматуру, нарушить защитный слой.
Фиксаторы и закладные элементы для монолитного строительства:
Опалубка и палубные материалы
Опалубка для монолитного строительства формирует фундамент, стену, колонну, балку, перекрытие, лестницу или криволинейный элемент и воспринимает давление свежеуложенного бетона. Съемную систему после набора распалубочной прочности переставляют на следующую захватку. Несъемная опалубка остается в конструкции и может служить основанием под отделку, теплоизоляционным слоем или частью расчетной системы, если это предусмотрено проектом.
Комплектующие для бетонирования:
Стальные щиты рассчитаны на интенсивное многократное применение и значительные монтажные нагрузки. Балочно-ригельные системы с деревянными двутавровыми балками и фанерной палубой позволяют собирать щиты нестандартных размеров и форм. Мелкощитовые облегченные системы применяют на небольших повторяющихся элементах и объектах с ограниченным доступом техники.
Ламинированная фанера распространена в качестве палубы для щитовой, балочно-ригельной опалубки и систем для бетонирования перекрытий. Материал сочетает ровную поверхность, обрабатываемость и сравнительно небольшую массу. Толщину выбирают по шагу опор, давлению смеси и расчетному прогибу. Качество поверхности бетона определяется состоянием кромок, герметичностью стыков, очисткой, равномерностью смазки и точностью сборки, а не только материалом палубы.
Для перекрытий палуба опирается на балки, унивилки, телескопические стойки, рамную объемную систему. Комплект выбирают по толщине плиты, высоте опирания, нагрузке, схеме балок, темпу работ и допустимому прогибу. При большой высоте опирания и значительных нагрузках применяют рамные либо объемные опоры, рассчитанные под конкретную схему бетонирования.
При подборе стеновой опалубки учитывают расчетное давление смеси, высоту захватки, скорость подачи, способ уплотнения, геометрию стен, требования к поверхности и число повторных применений. Несущую способность определяет вся система: палуба, профиль рам, замки, стяжки, подкосы, угловые элементы.
Фанера для опалубки:
Комплектующие и расходники
- Смазка для опалубки образует разделительный слой между бетоном и палубой, облегчает распалубку, защищает поверхность бетона и упрощает очистку щитов. Состав наносят тонким равномерным слоем до монтажа арматуры, исключая попадание на стержни и рабочие швы.
- Стяжные винты с гайками и опорными платами фиксируют расстояние между щитами. Пластиковые трубки предотвращают сцепление стяжек с бетоном, а конусы формируют углубления под пробки или ремонтный состав. В водонепроницаемых конструкциях используют герметичные стяжные узлы либо проектную заделку каналов.
- Замки соединяют щиты, подкосы выравнивают и фиксируют панели, угловые элементы формируют примыкания. Уплотнительные ленты и шнуры предотвращают утечку цементного молочка через стыки. Сигнальные колпачки закрывают выступающую арматуру, вязальная проволока, скобы и соединительные элементы служат для сборки каркасов. Границы захваток и рабочих швов формируют просечно-вытяжной сеткой или другой сетчатой несъемной опалубкой.
- Ремонтные смеси заполняют отверстия от стяжек, раковины, сколы и выемки после распалубки, восстанавливают защитный слой, глубокие дефекты и участки с оголенной арматурой.
Гидроизоляция швов и проходок
В подземных частях зданий протечки часто возникают в рабочих и деформационных швах, отверстиях от стяжек и инженерных проходках. Эти участки герметизируют элементами, которые устанавливают до бетонирования или включают в наружную гидроизоляционную систему.
Внутренние и наружные гидрошпонки устанавливают в рабочих либо деформационных швах в зависимости от профиля изделия. Гидрофильные профили и бентонитовые шнуры размещают в предусмотренных проектом рабочих швах и вокруг проходок. При контакте с водой они увеличиваются в объеме и перекрывают путь фильтрации. Инъекционные шланги позволяют подать герметизирующий состав в шов после бетонирования, если такая схема заложена в проект.
Под фундаментными плитами и на наружных поверхностях подземных стен применяют рулонные, мембранные, обмазочные или напыляемые гидроизоляционные системы. Защитные листы, профилированные мембраны и геотекстиль предохраняют гидроизоляцию от повреждения при армировании, бетонировании и обратной засыпке.
Гидрошпонки и гидрофильные материалы:
Уход за бетоном
После укладки бетон защищают от раннего высыхания, осадков, ветра и резких изменений температуры. Открытые поверхности закрывают полиэтиленовой пленкой, влажным геотекстилем, матами или другими влагоудерживающими покрытиями. На больших открытых площадях применяют пленкообразующие составы, снижающие испарение воды.
При зимнем бетонировании используют утепленные тенты, теплоизоляционные маты, греющие провода, электроды или другие способы прогрева. Греющие провода и электроды подключают по расчетной схеме через понижающую трансформаторную станцию. Мощность выбирают с учетом объема захватки, температуры наружного воздуха и требуемого режима выдерживания бетона. В состав смеси могут вводиться ускоряющие и противоморозные добавки. Рабочую схему определяют теплотехническим расчетом, режим контролируют по температуре бетона и данным о наборе прочности. В жаркую, сухую и ветреную погоду требуются быстрая укладка, защита поверхности от испарения и своевременный влажностный уход.
Материалы для зимнего бетонирования:
|
Конструкция |
Основной комплект |
Что проверить перед заказом |
|
Фундаментная плита и подземные стены |
Бетон, арматура, фиксаторы, опалубка, закладные детали, гидрошпонки, наружная гидроизоляция, материалы для ухода |
Класс B, марки F и W, защитный слой, схема рабочих швов, проходки, тип гидроизоляции, способ подачи смеси |
|
Колонны, пилоны и стены |
Бетон, арматурные каркасы, муфты или нахлесты, стеновая опалубка, подкосы, стяжки, смазка |
Подвижность и крупность заполнителя, насыщенность каркаса, давление смеси, высота захватки, требования к поверхности |
|
Балки и перекрытия |
Бетон, нижняя и верхняя арматура, фиксаторы, палуба, балки, стойки или объемные опоры, укрывные материалы |
Толщина плиты и высота опирания, нагрузка на опоры, прогиб палубы, схема перестановки, распалубочная прочность |
|
Лестницы и сложная геометрия |
Бетон, арматура, индивидуальная или балочно-ригельная опалубка, фанерная палуба, уплотнители, смазка |
Размеры ступеней, жесткость формы, герметичность стыков, доступ для укладки и вибрирования |
|
Зимнее бетонирование |
Смесь с проектными добавками, укрытия, теплоизоляционные материалы, система прогрева, температурные датчики |
Температура смеси и основания, тепловой режим, мощность оборудования, контроль набора прочности |
Расчет потребности в материалах
- Объем бетонной смеси определяют по геометрии всех захваток с учетом проемов, ниш, утолщений и последовательности бетонирования.
- Массу и длину арматуры берут из спецификаций КЖ, поскольку усредненный расход на 1 м³ не учитывает назначение элемента, пролеты, нагрузки и узлы.
- Площадь опалубки считают по площади контакта палубы с бетоном, затем по раскладке определяют число щитов, балок, стоек, замков, стяжек, углов и доборных элементов.
- Количество фиксаторов рассчитывают по схеме опирания каркаса, требуемому защитному слою и допустимой нагрузке на одну опору.
- Гидрошпонки, профили и инъекционные шланги считают по длине швов с учетом пересечений, углов, заводских фасонных деталей и мест сварки.
- Расход смазки, ремонтных смесей, пленкообразующих и гидроизоляционных составов определяют по площади нанесения и норме конкретного продукта.
Нормативная база
Проектирование монолитных конструкций выполняют по СП 63.13330.2018, производство и приемку работ осуществляют по СП 70.13330.2012 и СП 435.1325800.2018. Требования к бетонным смесям устанавливает ГОСТ 7473-2010, арматурный прокат регулируется ГОСТ 34028-2016, опалубку выпускают по ГОСТ 34329-2017.
Частые ошибки
- Заказ только бетона, арматуры и щитов приводит к остановкам на площадке. До начала захватки подготавливают фиксаторы, стяжки, трубки, конусы, смазку, закладные элементы, материалы для швов, укрытия и средства контроля температуры, если они предусмотрены технологией.
- Добавление воды в автобетоносмеситель на объекте меняет водоцементное отношение и может ухудшить прочность, водонепроницаемость и стойкость бетона. Требуемую подвижность и время сохранения задают при заказе смеси с учетом доставки и способа подачи.
- Негерметичные стыки опалубки пропускают цементное молочко. В результате появляются наплывы, раковины, оголение заполнителя и неровные швы. Проблему устраняют выверкой щитов, исправным крепежом и подходящими уплотнителями до заливки.
- Высокая марка бетона по водонепроницаемости не герметизирует плохо выполненный рабочий шов. Гидрошпонка, гидрофильный профиль, инъекционный шланг или другой проектный элемент должен быть непрерывно закреплен и защищен от смещения при укладке смеси.
- Срок снятия опалубки и стоек определяют не по числу дней после заливки, а по фактически достигнутой прочности и принятой схеме поддержания конструкции. Особенно критичны пролеты перекрытий, консоли и участки с ранней строительной нагрузкой.
Вопросы и ответы
Какую прочность должен набрать бетон перед снятием опалубки со стен и перекрытий?
Для незагруженных вертикальных поверхностей минимальная распалубочная прочность бетона составляет 0,5 МПа при условии сохранения формы и кромок. Для незагруженных горизонтальных и наклонных конструкций требуется не менее 70% проектной прочности при пролете до 6 м и не менее 80% при пролете свыше 6 м. Если перекрытие воспринимает нагрузку от вышележащих конструкций или опалубку снимают поэтапно с сохранением промежуточных опор, требуемую прочность и схему переопирания устанавливают в ППР по согласованию с проектной организацией.
С какого диаметра арматуры выгодно применять муфтовые соединения?
Единого порогового диаметра нет, ГОСТ 34278-2024 распространяется на механические соединения арматуры классов А400, А500 и А600 диаметром 12-40 мм, но не устанавливает границу экономической эффективности.
Смотрите в видео об испытаниях муфт для арматуры с конической резьбой:
Для расчета сравнивают стоимость арматуры в проектной длине нахлеста со стоимостью муфт, подготовки концов стержней и монтажа. Муфтовые соединения целесообразны при густом армировании, большом количестве однотипных стыков, ограниченной длине зоны соединения и невозможности разместить нахлест без переуплотнения каркаса. Замена проектного нахлеста муфтой должна быть предусмотрена рабочей документацией.
Сколько циклов выдерживает фанера для опалубки?
ГОСТ 34329-2017 устанавливает оборачиваемость фанерной палубы по типу и классу опалубки. Для мелкощитовой опалубки 1-го класса предусмотрено не менее 60 оборотов при бетонировании стен и 20 оборотов при устройстве перекрытий, для 2 класса соответственно 30 и 10 оборотов. Фанерная палуба крупнощитовой стеновой опалубки должна выдерживать не менее 80 оборотов для 1-го класса и 60 оборотов для 2 класса.
Чем опасно попадание смазки для опалубки на арматуру?
Масляная пленка препятствует сцеплению арматуры с бетоном. Перед бетонированием на стержнях, закладных деталях и в зоне рабочего шва не должно быть следов смазки. Загрязнение удаляют со всей покрытой маслом поверхности совместимым обезжиривающим составом или предусмотренным технологией механическим способом. После очистки не должно оставаться видимой масляной пленки и следов очищающего средства. Обдув сжатым воздухом без обезжиривания масло не удаляет.
До какой температуры бетонируют без электропрогрева?
Единого предела по температуре наружного воздуха нет. Противоморозные добавки позволяют применять технологию холодного бетона, при которой смесь твердеет при расчетной отрицательной температуре без электропрогрева. Допустимую температуру определяют с учетом состава бетона, свойств и дозировки добавки, вида цемента, массивности конструкции, теплоизоляции и срока достижения требуемой прочности. Если расчет и температурный контроль не подтверждают набор критической и распалубочной прочности в установленный срок, применяют прогрев или обогрев бетона.
Нужны комплектующие и оснастка для монолитного строительства? Оставьте заявку, специалисты подберут решения под проект и подготовят выгодное предложение!
