Как заливать бетон в воде

При постройке обычного дома, обязательным условием будет отсутствие воды на дне котлована под фундамент. Большую роль играет уровень грунтовых вод при проведении бетонирования. Промышленное возведение сооружений под водой возможно. Такую операцию выполняют при постройке волнорезов, пирсов, других конструкций гидротехнического значения.

Существует два способа заливания бетонной смеси в воде. При небольшой глубине и низком колебании воды, с помощью перемычек – свай, создается ограждение, которое заливают бетонной смесью. Также в спокойном неглубоком месте можно заливать раствор прямо в воду.

В глубоководном месте возведение выполняется с использованием воздушной камеры, обеспечивающей водонепроницаемость – кессона. Камера наполняется раствором с помощью специальной трубы.

При помощи свай

Для возведения бетонного сооружения в воде могут использовать шпунтовые сваи. Сваи представляют собой строительные элементы шпунтового ряда – пустая труба или свая, имеющая замковую систему соединения: шпунт и гребень. Такой метод позволяет построить прочное сооружение максимальной глубиной пятьдесят метров.

Перед работой нужно подготовить:

• раствор;
• установленный ряд свай;
• подъемный трос;
• трубу;
• воронку для загрузки раствора;
• подъемник.

Изначально нужно подготовить строительную площадку над местом возведения конструкции. На ней устанавливают подъемник, к которому вешают трубу сечением свыше двадцати сантиметров. Для равномерной и правильной заливки смеси, подъемный трос с рабочими должен быстро подниматься и опускаться. Точность должна быть меньше трех сантиметров.

Трубу наполняют мешком, который не позволяет проникать воде и вымывать раствор. В мешок смесь подают по воронке – утяжеляясь основа трубы опускается, выдавливая воду. Трубу наполняют плотно, полностью. Технология отличается многоуровневой заливкой бетона. Каждый уровень имеет ненадежный верхний слой, куда может попасть вода, поэтому перед возведением следующего уровня верхний слой снимается. Больший промежуток заливается бетоном с применением нескольких труб с большим сечением.

Раствор должен полежать, чтобы немного подсохнуть. Заливкой такого бетона можно обеспечить малую потерю смеси, вымывающейся водой. Во время подсушки раствора его стоит укрыть брезентом от солнца или дождя. Если погода позволяет, можно не накрывать. Техника, в которой применялись сваи, впервые была использована британским инженером Киниппле. Раствор применяется разной плотности. Более насыщенный используют для создания оболочки толщиной 1 м, ядро которой заполняют менее насыщенным раствором.

• ненасыщенный состав: 6 ч. щебня *1 ч. цемента – поддается вылежке на протяжении пяти часов;
• насыщенный состав: 7 ч. щебня * 2 ч. цемента – на воздухе три часа.

Время, через которое нужно перемешивать раствор и когда стоит проводить заливку, зависит от добавок – ускорителей затвердевания в бетоне. Смесь пригодна к заливке, если она не размывается водой, хорошо связывается с общей массой, плотно укладывается, превращается в монолит. Места, подверженные частым приплывам, ударам волн, колебанию, бетонируются раствором с добавлением в состав быстро схватывающегося цемента. Чтобы раствор стал плотным монолитом, используют трамбование. Выполняется аккуратно, без лишнего колебания воды.

Состав раствора: 1ч цемента * 2,5 ч. песка.

Кессонный способ

Возведение фундамента кессонным способом используют как решение проблем:

• вода на высоком уровне и его сложно снизить;
• грунт включает твердые породы;
• существует риск выпора грунта основания;
• волны, сильное подводное течение.

• камера;
• подкессонная конструкция;
• шлюз.

Чаще всего кессонная камера – железобетонная, металлическая. Тип опалубки определяется размером участка. На небольшой строительной зоне обычно размещают готовый кессон с помощью подъемника. Сборную кессонную камеру применяют для строительных работ большего масштаба.

На дне делают большой котлован, выложенный мешками с бетонной смесью. Состав при застывании превратится в монолитную основу. Вокруг основания устанавливаются сваи из метала, под углом, направленным во внешнюю среду, создавая откосы. Внутренняя сторона свай отделывается деревом (ширина доски – 5 см) или металлом (0,8 – 1 см).

Сваи соединяются прутьями из металла, создающими жесткость и прочность свайного сооружения. Ко дну конструкция прикрепляется тросами и якорями. Сооружение проводится с помощью спецтехники, квалифицированных специалистов.

Технология укладки бетонной смеси кессонным методом предусматривает использование трубы с двумя клапанами по краях. При подаче бетона верхний клапан открывается, заливается раствор, потом закрывается. Нижний клапан открывается во время пребывания смеси в точку бетонирования. Благодаря нужному давлению внутри трубы, бетонный состав выталкивается из нее. Максимальная глубина таких работ – тридцать метров.

Их можно проводить двумя способами:

• на небольшой глубине, где отсутствуют приливы, и есть незначительные волны, происходит опускание раствора сквозь воронку в полости, огражденные специальными перемычками, или же производится заливка бетона в воду;
• на довольно внушительной глубине, в местах, где волны могут быть очень сильными, в работе по бетонированию надежным помощником становятся кессоны. Бетонную массу в такие кессоны перемещают через шахты или трубы. Лучше не своими руками, а бетононасосами.

На фото – гидротехнические сооружения

Как же осуществляется заливка, какой ГОСТ на воду для бетонов и растворов? Рассмотрим этот процесс подробнее.

Способ № 1

1. Он начинается с того, что в том месте, где будет возведено предполагаемое сооружение, забиваются ряды свай (используются шпунтовые). Это дает возможность избежать водоотливных работ.
2. Затем между ними сквозь воронку бросают бетон.

Совет: если основа под бетонным раствором обладает недостаточной плотностью, к примеру, из набросанных камней. В таком случае ее сначала необходимо плотно защебенить, после чего покрыть полотном, края которого будут загнуты вверх. Благодаря подобным мерам раствор не сможет просочиться в щебень, и бетонирование пройдет гораздо качественнее.

Как бетонировать в воде с помощью бетононасоса

Готовим бетон

После того, как основание будет готово, нужно подготовить раствор. Важно помнить, что ему нужно определенное время, чтобы вылежаться. При этом на него не должны попадать прямые солнечные лучи или влага.

Если раствор выдержать положенный срок, тогда он достигнет нужной консистенции для погружения в воду: немного схватится и не будет сильно размываться в воде. Такой метод подготовки раствора впервые использовал Kinipple – инженер из Великобритании.

Таким способом ему удалось избежать лишних затрат для устройства системы, позволяющей уберечь бетонный раствор от размывания. Kinipple опускал под воду раствор, который уже наполовину отвердел.

Кроме того, инженер предусмотрел технологию его защиты от силы волн и подводных течений. Для того этого он покрыл внешнюю сторону бетонной поверхности плотной льняной тканью (парусиной).

Совет: для ядра такого строения используйте ненасыщенный раствор, на внешнюю же часть требуется насыщенный, при этом ее толщина должна составлять не менее 1 м.

1. В зависимости от характеристик от скорости затвердения бетонной массы, необходимо распределять время между ее перемешиванием и перемещением в воду. Важно произвести расчет времени наиболее оптимально, чтобы при погружении бетон не слишком размывало. В противном случае будет утрачена часть цемента, что негативно скажется на качестве сооружения.

1. Немаловажно также проследить, чтобы бетонная масса не стала слишком твердой, потому что в этом случае она не свяжется плотно с раствором, который была погружен ранее и не станет монолитной. На тех подводных участках, которые подвержены мощным ударам волн, сильному течению, перед тем, как опустить бетон в воду, добавляют небольшую часть быстротвердеющего цемента.

1. Помимо всего прочего, опущенный в воду бетон нуждается в уплотнении. Для обеспечения этого его трамбуют. Верх трамбовки находится над уровнем воды, принимая удары инструмента, с помощью которого трамбуют. Помните, что трамбовку нужно проводить очень осторожно, поскольку если переусердствовать, то слишком большая вибрация и волны неизбежно повлекут за собой размыв бетона.

Для получения такого бетона потребуется смешать между собой цемент с чистым пеком в соотношении 1 к 2,5.

Совет: на вопрос — пропускает ли бетон воду, можно ответить – зависит от состава, поэтому с его помощью можно возводить резервуары для воды.

Железобетонные резервуары для воды на производстве

Способ № 2

1. Возле участка, где планируется соорудить необходимое бетонное сооружение, к примеру, дамбу, с помощью землечерпательных машин необходимо выкопать на дне два рва. В них следует залить полуотвердевший бетон, прямо в воду. В результате получится два вала, которые достанут до уровня низких вод.

Совет: перед началом их укладки оцените состояние водоема на выбранном участке и качество цемента. Цена последнего не может быть низкой.

1. Для выведения этих валов бетонную массу опускают в воду в кулях. Такая идея не случайна, их ценность в том, что в процессе они способны образовывать монолит. После наброски цемента для валов забиваются железные сваи. Делайте это под углом, чтобы получились откосы.

Бетонирование под водой методом восходящего раствора

1. Сваи соедините друг с другом специальными железными прутами, в которых сделаны проушины. Чтобы они оставались под нужным углом, сверху наденьте стальной кабель, который прикрепите к мертвым якорям.

Совет: чтобы во время сильных волн бетон не вымывался, на внутренней стороне свай положите доски, покрытые полотном.

1. По всей длине строения установите перегородки из бетона. Материал для них должен быть уже на той стадии, когда он начинает подсыхать и твердеть. Это позволит образовать с нижними слоями монолитную часть.

Такая методика позволяет экономить, так как монолитность гарантирована даже с применением малонасыщенного бетона. Однако при работе с малонасыщенным бетоном важно знать, что его составные части должны очень хорошо перемешаться и образовать однородную массу. Помимо этого знайте, если в бетоне много воды, его «схватываемость» сильно нарушится.

Совет: погружать ее в воду необходимо после того, как эта масса начала схватываться. Если погодные условия неблагоприятны (ветер, сильные волны) или бетонирование проводится на большой глубине, работы проводятся внутри кессонов.

Наглядный пример того, зачем поливать бетон водой – так вы ему даете правильно затвердеть

После того, как грунт под основание подготовлен, установите перегородки толщиной 1-1,2 м вокруг камеры — от крыши до самого низа. Стены сделайте из вертикально стоящих досок, которые затем уберите по мере затвердения бетона. Под потолком раствор обработайте плоской трамбовкой.

Совет: лучше всего бетон стелить слоями, при этом не стоит начинать процесс укладки нового слоя, пока не подсох предыдущий.

Затвердение одного занимает 5-6 часов. Опускают бетонный раствор через спецтрубы, которые сверху и снизу оснащены клапанами.

Труба

В подводном бетонировании очень важным устройством является труба. Открывая верхний клапан, вы обеспечиваете попадание в нее части бетона, после чего его следует закрыть.

Метод перемещающихся труб

Давление воздуха в устройстве и в камере уравнивается с помощью крана, который их соединяет. Затем нужно открыть клапан, расположенный внизу, чтобы бетон опустился под воду до того момента, пока его слой не будет достаточным для сопротивления давлению воды.

Совет: если вы не знаете, сколько воды на куб бетона нужно потратить, берите среднюю величину – 125 л.

После этого раствор опускают уже через шахты. Чтобы уменьшить расход материала для заполнения кессона, можно использовать камни со дна, где проводятся работы, просто залив их сверху. На данный момент максимальная глубина подводных работ по бетонированию — не более 30 м.

Воздействие воды при затвердевании

Вода двойственно воздействует на бетон при затвердевании. Процесс протекает сразу в двух направлениях, но результат однозначен. Как же ведет себя материал при затвердевании?

• Вбирается часть воды;
• Вытесняется лишняя вода.

Оба направления противопоставляются друг другу, но продолжаются на каждом этапе наборе прочности. Подробности подскажут, как можно использовать смесь при близком водном горизонте и при плохих погодных условиях.

Вбирается часть воды

Заказывая бетон М250 с бетонного завода, человек получает качественную смесь нужной консистенции. Она доставляется специальным транспортом, поэтому нахождение опалубки в воде не меняет плотности. Если при производстве материала нарушается технология, консистенция становится густой. Связующие компоненты готовы принять еще часть влаги, поэтому они начинают забирать ее из окружающей среды. Также процесс наблюдается в последнюю неделю набора прочности, когда в помещении резко снижается влажность.

Вытесняется лишняя вода

В процессе затвердевания всегда вытесняется лишняя вода. Законы физики подсказывают, что материал с большей плотностью заместит ненужный компонент, что обеспечит достаточную прочность. На основании этого условия сегодня профессионалы используют строительную смесь в любых условиях. Главное, чтобы бетон доставлялся от производителя после проверки качества, так как несоответствие ГОСТам часто приводит к размытию.

Компоненты и замешивание раствора

Бетон состоит из нескольких элементов: цемента, песка, щебня и воды, иногда добавляется пластификатор, антикоррозийные или иные добавки. Одного универсального рецепта не существует – для разных видов работ пропорции могут отличаться.

Важно: специалисты рекомендуют использовать два вида щебня – мелкофракционный и крупнофракционный, так смесь получится плотнее. Второй важный момент при выборе щебня – его прочность. Самым прочным является гранитный щебень. Для облегченного бетона используется известняк.

Статья «Фракции и характеристики щебня» ответит на вопросы более подробно.

Выбираем марку цемента

От марки цемента зависит общая прочность изделия. И это весьма важно, если вы делаете не ящик для цветов на дачу, а, к примеру, фундамент.

В маркировке бетона используются буква М и трехзначная цифра. Цифра – это прочность на сжатие в кгс/см2. Так, название М-250 означает, что прочность на сжатие составляет 250кгс/см2.

Важно: из-за сходства маркировки может возникать путаница между бетоном и цементом. Просто запомните, что для создания бетона марки М-200 используется цемент марки М-400, а для бетона М-250 используется цемент М-500. Непосредственно цемент М-200 используется для строительно-бытовых работ небольших объемов, для бетона его практически не используют, для создания ЖБИ требуется цемент начиная с марки М-300.

При создании железобетонных изделий используется марка М-200. Формула для нее: 1 : 2,8 : 4,8 – это 1 часть цемента, 2,8 частей песка, 4,8 частей щебня. Вода составляет 20% от общего объема смеси. Из 10 литров цемента М-400 получается 54 литра бетона марки М-200.

ГОСТ диктует следующий состав для марки М-200: цемент – 265кг, песок – 860кг, щебень – 1050кг, вода – 180л, пластификатор – 4,8кг. Еще одно его название — В15. Чаще всего для создания ЖБИ, а также большинства работ используют цемент М-400 или М-500. На 10кг цемента можно также ввести 1кг морозостойкой добавки, если планируются работы при минусовых температурах.

Желающим сделать всю работу самостоятельно стоит учесть, что:

1. Самостоятельно добиться однородности будет довольно сложно – процесс требует физических сил и аккуратности. Если есть возможность – используйте электрическую бетономешалку.
2. Масса в смесительной камере не должна занимать больше трети ее объема.
3. Если бетономешалки нет, то следите, чтобы не было комков, масса должна получиться однородной.
4. Бетон относится к быстрозастывающим смесям, так что не замешивайте сразу большие объемы, если не уверены, что они вам понадобятся. Застывание занимает 3-5 часов!
5. Следите, чтобы в материале не было мусора, посторонних предметов, древесины – при разложении органика негативно влияет на плотность.
6. Ни в коем случае не добавляйте лишнюю воду, иначе раствор не достигнет нужной прочности.
7. Если на вашем участке кислотный грунт (торфяная или болотистая почва), то используйте антикоррозийные добавки.
8. В зимнее время используйте противоморозные добавки.
9. Не допускайте перегрева и замораживания получившейся массы.

Процесс приготовления бетона в бетономешалке выглядит следующим образом:

• В бак заливается 10 литров воды,
• Добавляются сперва гравий или щебень, затем песок,
• Раствор перемешивается в течение 5 минут,
• Добавляется еще 2 литра воды и цемент,
• Все перемешивается еще 10 минут.

Во время перемешивания выключать бетономешалку нельзя!

В среднем один цикл занимает 15 минут, что делает использование более двух таких агрегатов нерациональным. Ускоряют работу и ручные бетономешалки или дрель-миксеры. Главное – добиться однородности.

Доставка бетона – услуга, пользующаяся большой популярностью. В этом случае раствор привозится в готовом виде. Одна машина вмещает до 8м3. При необходимости заказывают сразу две машины.

Минусы у этого варианта тоже есть:

• Тяжелая техника не везде проедет, к некоторым объектам просто не подъехать,
• Недобросовестные поставщики могут выдать за бетон марки М-200 марку М-150, пользуясь тем, что клиент не разбирается в вопросе.
• Совсем недобросовестные продавцы стараются обмануть вас на полкубометра — доставляя меньше, чем вы заказали.
• Максимальное расстояние, на которое осуществляется доставка автомиксером – 70км, при большем расстоянии материал теряет свои качества.
• Нормированное время разгрузки у большинства предприятий составляет 30-40 минут. Если вам требуется больше времени – придется платить за простой транспорта, что порой существенно увеличивает цену.

Выбор марки бетона

Статья «Марки и классы бетона» ответит на вопросы более подробно.

Где используется М-200

Самым часто встречающимся заблуждением является то, что М-200 подходит для заливки любого фундамента. Это в корне неверно! Бетон М-200 подходит только для основания легких малоэтажных домов – домов из бруса, дерева, для дачных домиков. Из него делают свайный и ленточный фундамент. М-200 также не применяется в многоэтажном монолитном строительстве.

Если присмотреться – можно увидеть крупнофракционный и мелкофракционный гравий.

Возникает логичный вопрос – почему же тогда именно из него делают плиты перекрытия? Отвечаем:

• Бетон усиливают арматурным каркасом.
• Обработка на производстве, что позволяет получить более высокую прочность.
• В обработку входит использование вибростола, что полностью исключает пузырьки воздуха, а просушка плит в печи для сушки позволяет быстро достичь прочности 65-75%, что в обычных условиях наступило бы только через месяц.

Итак, М-200 подходит для:

1. Создания многопустотных плит для много- и малоэтажных строений (на заводе ЖБИ),
2. Стяжки и полов (не путать с монолитными перекрытиями!),
3. Заливки фундаментов в малоэтажном домостроении,
4. Строительства дорожек, лестниц, бордюров, и т.д.,
5. Создания небольших архитектурных объектов,
6. Внутренней и наружной отделки.

М-200 может относиться к облегченным или тяжелым видам бетона – все зависит от наполнителя. Если добавить известняк – то будет облегченный вариант, если гранитный щебень – то тяжелый.

В малоэтажном монолитном домостроении, а также для фундамента более тяжелых домов используют бетон М-250, а для многоэтажных домов — М-300. М-200 также подходит для подготовительных работ перед заливкой основной массы.

Переход из жидкого состояния в твердое

Свойство бетона, при котором он из пастообразного состояния постепенно переходит в каменное, называется полимеризацией. Оно состоит из двух процессов.

• Схватывание. Раствор сверху образует корочку, он принял заданную форму, масса тщательно заполнила пустоты, и внутри плотных слоев состава не остался воздух. Среднее время, занимаемое процессом, не превышает 6 часов.
• Затвердевание. Цемент, соединенный с водой, вступает в необратимую реакцию и каменеет. Процесс не имеет обратного хода. По этой причине раствор нельзя использовать спустя несколько часов приготовления. За это время гидратация уже произойдет и, если емкость не освобождена от бетонной массы, вполне возможно, что она затвердела в ней. На полное высыхание бетона может уйти 1-2 месяца.

Зачем нужно поливать бетон водой после заливки

Процесс отвердевания бетона не случайно называется гидратацией – чтобы полужидкий раствор стал прочным, как камень, ему нужна вода. Частицы цемента связывают воду и образуют вместе с ней кристаллогидраты – твёрдые минералы, которые намертво скрепляют щебень и песок в готовом материале.

То, зачем поливают бетон, напрямую связано с этой реакцией. Она постепенна: только часть воды реагирует с цементом, а лишняя вода тем временем испаряется. Происходит осадка – бетон сохнет и уменьшается в объёме.

Проблема в том, что садится он неравномерно. Сверху, особенно в жаркую погоду, вода испаряется быстрее. В то же время, реакция в толще бетона продолжается, и при этом выделяется тепло (помните, как душно в свежеоштукатуренной комнате?), и более глубокие слои от нагревания расширяются.

В итоге на поверхности появляются трещины. А уж если бетон пошёл трещинами, год от года они будут только расти. Вода будет затекать в них, потом замерзать зимой и разрывать бетон, затем оттаивать. Фундамент станет медленно, но верно разрушаться.

Избежать этого просто – поддерживать бетон влажным, пока он не затвердеет процентов на 70-75. Так он будет застывать равномерно по всей толщине. К тому же, цемент, который не успел кристаллизоваться, будет реагировать дальше с каждой новой порцией воды. Ведь когда бетонный раствор отвердевает слишком быстро, в этом нет ничего хорошего. Это видимость: поверхность сухая, но на деле этот бетон по прочности ниже заявленной марки.

Поэтому мало уложить его – первое время за ним нужен внимательный уход. Для этого бетонное основание закрывают брезентом или плёнкой и регулярно увлажняют.

Если есть соблазн залить побольше воды в смесь сразу, чтобы не суетиться потом – не надо! И не надо поливать бетон сразу после укладки. В нём не должно быть излишков влаги. Помните, что она испаряется, оставляя на своем месте пустоты, а значит фундамент становится непрочным. Раствор должен сначала схватиться. По этой же причине нельзя оставлять свежий бетон под дождём.

Дождливая погода, на самом деле, играет строителю на руку. При высокой влажности можно поливать бетон реже. Просто нужно обязательно накрыть его плёнкой, чтобы потоки воды не вымывали цемент.

Сложность в том, что нет общей инструкции, как часто нужно поливать фундамент и когда уже можно перестать. Многое зависит от того, в какое время года делаются работы и какая при этом стоит погода. Разбираемся по порядку.

Каким должен быть хороший раствор

От того, каким видом работ вы планируете заняться зависит густота изготавливаемой вами цементной смеси. Например, цементный раствор для фундамента должен быть достаточно густой, а для штукатурки более жидкий. Однако идеальной консистенцией для цементного раствора считается состояние жирной сметаны.

Существует способ проверки густоты цементной смеси ещё до самого начала ее применения. Для этого вам понадобится лопата. На поверхности бетона при её помощи, лезвием, «нарисуйте» квадрат и обратите внимания на состояние его краев – если смесь рассыпается, необходимо добавить больше воды, а если края квадрата заполнены водой, значит ее в растворе слишком много и придется добавить побольше цементного порошка.

Как правильно замешивать цементный раствор — на видео:

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.