При строительстве и ремонте индивидуальных жилых домов и при благоустройстве приусадебных участков широко применяется искусственный каменный материал — бетон. Обычный бетон получают из смеси цемента с водой и различными заполнителями (песка, гравия, щебёнки, гальки и т. п.) после её формования и твердения. До формования указанная смесь называется бетонной смесью. Обычный бетон хорошо выдерживает большие нагрузки на сжатие, но плохо — на растяжение; он используется в таких конструкциях, как фундаменты, толстые стены. Для придания бетону большей прочности на изгиб в конструкциях, воспринимающих растягивающие усилия (перемычки, плиты, перекрытия и т. п.), бетонную смесь армируют, то есть включают в неё стальную или железную арматуру. Армированный сталью или железом бетон называется железобетоном.

Приготовленные бетонные смеси бывают разной консистенции (густоты), отчего зависит их подвижность, т. е. способность бетонной смеси растекаться под собственным весом или под действием приложенных к ней механических сил. По степени подвижности бетонные смеси бывают жёсткие, пластичные и литые. Жёсткая бетонная смесь при формовании требует сильного уплотнения и трамбования; применяется при изготовлении фундаментов, толстых стен и полов без арматуры или с редко расположенной арматурой.

Пластичная бетонная смесь требует ручной укладки в форму и уплотнения; применяется при изготовлении балок, колонн, перемычек с арматурой средней густоты. Литая бетонная смесь — подвижная масса, легко заполняющая форму, почти не требующая уплотнения; применяется для изготовления тонких стенок и балок малых сечений и в конструкциях, сильно насыщенных арматурой. Подвижность бетонных смесей определяют способом осадки стандартного конуса (рис. 1), изготовленного из металла, высотой 30 см, шириной в нижнем основании 20 см, в верхнем — 10 см. Конус прижимают к площадке ногами и заполняют его бетонной смесью в три приёма, штыкуя (шуруя) каждую порцию стальным прутом (щупом) не менее 20 раз. После наполнения конуса бетонную смесь срезают вровень с краями, а конус медленно поднимают. Разница высоты осевшей бетонной смеси и высоты конуса в сантиметрах и является числом жёсткости бетонной смеси. В жёстких смесях осадка от 0 до 2 см, в пластичных — от 4 до 13 см, в литых — от 14 до 22 см.

Рис. 1. Конус для определения подвижности бетонной смеси

Прочность бетонов характеризуется их маркой. Для обычных бетонов марка определяется испытанием на сжатие бетонного образца определённых размеров со сроком выдержки на твердение 28 суток при температуре 20°С и влажности не ниже 90%. Обычные бетоны, используемые в индивидуальном строительстве, имеют марки от 50 до 150 (сопротивление на сжатие от 5-10⁶ до 15-10⁶ Н/м²). Прочность обычного бетона на осевое растяжение ниже прочности бетона на сжатие (его марки) примерно в 10 раз.

Приготовление бетонной смеси начинают с подбора заполнителей — гравия, щебёнки, гальки и песка разной крупности. Для получения качественного бетона заполнители должны быть чистыми, без примеси земли и глины. При необходимости песок промывают в ступенчатом лотке, с дном, обитым железом. Песок забрасывают с низкого торца лотка через сетку, на нижний уступ лотка, куда он попадает благодаря наличию отбойного щита. Затем скребком (тяпкой) песок перемещают по уступам навстречу потоку воды и сбрасывают на лист железа или в ёмкость, пропускающую воду.

Качество бетона при минимальных расходах цемента во многом зависит от соотношения песка и гравия в смеси; лучшее соотношение — 30 – 45% песка и 55 – 70% гравия (по массе). Размеры гравия должны быть не более 1/3 наименьшего размера конструкции детали. Для железобетонных конструкций с густой арматурой наибольшая крупность зерен заполнителя — 20 – 40 мм. Цемент необходимо применять такой марки, которая превышала бы заданную марку бетона в 2 – 3 раза (см. таблицу). Цемент продаётся в россыпь или в мешках по 50 кг, хранить его следует в сухом помещении или под навесом. При слеживании цемент измельчают и просеивают. Избыток цемента в бетоне приводит к перерасходу бетона, не давая существенного выигрыша в качестве, а недостаток уменьшает его плотность, водопроницаемость, морозостойкость, приводит к ржавлению арматуры.

Для получения бетона хорошего качества в бетонную смесь добавляют воду в количестве 60 – 75% от массы цемента, при этом необходимо учитывать влажность гравия и особенно песка, который после промывки содержит до 20% воды. Вода для бетонной смеси должна быть чистой — из колодца или водопровода. Схватывание правильно приготовленной бетонной смеси происходит в течение одного часа, считая с минуты добавления воды в смесь. Для предотвращения быстрого схватывания бетона в жаркую погоду необходимо применять холодную воду температурой 10 – 15 °С, а в холодную погоду для ускорения схватывания бетона — подогретую воду температурой 40 – 50 °С.

Замес бетона ведут на плотном настиле, не пропускающем воду, или в ящике с дном из листового железа (рис. 2).

Вручную смесь готовят в следующей последовательности: 1) отмеряют по объёму необходимые количества цемента, песка, гравия и воды; 2) песок высыпают на настил или в ящик, добавляют цемент и тщательно перемешивают лопатой смесь сначала в одном, затем в обратном направлениях до получения однородной по цвету массы, близкой к цвету цемента; 3) цементно-песчаную смесь тщательно перемешивают лопатой с гравием сначала в сухом виде раза два – три, затем постепенно поливая из лейки водой до получения совершенно однородной по составу и густоте бетонной массы.

Опалубка. Формование бетона, как правило, выполняют с применением опалубки — временной вспомогательной конструкции, образующей форму строительного изделия, в которую укладывают бетонную смесь. В опалубке бетонная смесь твердеет и выдерживается до приобретения бетоном необходимой прочности, после чего опалубку разбирают. При изготовлении сборных бетонных изделий — плит перекрытия, перемычек, архитектурных деталей — применяется сборно-разборная опалубка многократного использования. Опалубка должна быть прочной, надёжно закреплённой, выдерживать нагрузку от давления бетонной смеси и удары при шуровании щупом и уплотнении бетонной смеси трамбовкой (рис. 3). Опалубка определяет также качество поверхности бетона изготовляемого изделия. Конструктивно опалубка состоит из каркаса, придающего опалубке жёсткость и прочность, обшивки или щитов, непосредственно соприкасающихся с бетоном, и крепления из болтов и проволочных скруток, объединяющих каркас и обшивку. Опалубку готовят из досок, фанеры, металлических листов и уголков. Доски и фанеру олифят или окрашивают масляной краской, так как от сырости они быстро приходят в негодность. Металлическую опалубку выполняют из металлических листов толщиной 2 – 3 мм и металлических уголков, обеспечивающих жёсткость опалубки. Металлическая опалубка обеспечивает ровную гладкую поверхность бетона, легко распалубливается при соответствующей смазке, имеет большую оборачиваемость. В опалубке не должно быть щелей, так как через них будет вытекать бетонное молоко при укладке и трамбовке бетонной массы. Щели шириной до 3 мм в деревянной опалубке затягиваются от разбухания досок при смачивании опалубки перед укладкой бетонной смеси; щели от 5 до 10 мм заделывают паклей, а более 10 мм забивают деревянными рейками. Щели в металлической опалубке промазывают раствором алебастра. Перед укладкой бетонной смеси опалубку очищают от мусора, грязи и остатков бетона, промывают, деревянную сильно увлажняют.

Для получения определённого рисунка на цоколе или стенах, изготовляемых из монолитного бетона, на обшивку опалубки прибивают рейки, которые оставляют на поверхности рисунок после распалубливания бетона (рис. 4).

Составы обычных бетонов в объемных частях

Примечания: 1) в соотношениях первая цифра – цемент, вторая – песок, третья – гравий; 2) дозировка воды – 60 – 75% массы цемента (в смеси) с учетом влажности песка и гравия

Уход за бетоном. Бетон приобретает проектную прочность на 28-й день после укладки бетонной смеси, при положительной температуре 20 °С и относительной влажности воздуха не менее 90%. Необходимая влажность обеспечивается засыпкой бетона опилками, песком, укрытием рогожей или соломенными матами, которые поливаются водой в первые 3 дня 3 – 5 раз в день, в последующие — 2 – 3 раза в день. Большие поверхности бетона (площадки, дорожки, полы, перекрытия) вместо поливки допускается покрывать защитными полимерными пленками, а также красить лаком «этиноль», дегтевыми и битумными эмульсиями, разжиженным битумом. Во влажном состоянии бетон выдерживают 14 – 28 дней. Для ускорения твердения бетона применяются добавки — хлористый кальций, соляная кислота и др., вводимые в воду при приготовлении бетонной смеси. Добавка хлористого кальция к бетонной смеси допускается в количестве не более 2%, а соляной кислоты — не более 1,5% от веса цемента.

Распалубливание начинают после достижения бетоном необходимой для сохранения формы изделия прочности. Снятие опалубки выполняется аккуратно и тщательно, так как требуется сохранять опалубочный материал для повторных работ. Боковые поверхности распалубливают в летнее время на 3 – 4-е сутки после бетонирования. Каркас опалубки стен, колонн, ригелей и перемьиек разбирают только после приобретения бетоном 50% прочности от предполагаемой (примерно через 8 – 17 дней) после снятия боковой опалубки и тщательного осмотра бетонных конструкций. Распалубливание выполняют кусачками, гаечными ключами и небольшими ломиками.

После распалубливания на поверхности бетона могут остаться поверхностные трещины, мелкие пустоты, напльшы и выступы. Трещины и пустоты расчищают стальной щёткой, промывают водой, набрасывают в них кельмой цементный раствор (состав: 1 часть цемента и 2 части песка) и затирают его деревянным, полутерком. Наплывы и выступы на поверхности сбивают зубилом.

Фундаменты из бетона при прочном грунте могут изготовляться без опалубки, её функции в этом случае выполняют стены траншеи под фундамент, которые перед укладкой бетона устилают листами рубероида для предотвращения утечки воды и цементного молока при укладке и трамбовке бетонной смеси. Изготовление опалубки из дерева для ленточных фундаментов ведут в следующей последовательности. Забивают в уплотнённый грунт планки-стойки через 40 – 60 см и укрепляют их кольями, вбитыми в грунт. Через 2 – 3 метра стойки укрепляют подкосами (рис. 6). Доски опалубки, толщиной 4 – 5 см, прибивают гвоздями к стойкам-планкам и укрепляют их внутренними и наружными распорками. В верхней части планки-стойки укрепляют схватками.

Фундаменты бетонируют горизонтальными слоями толщиной 0,2 – 0,3 метра, участками длиной 2 – 3 метра, ограничивая их вставными вертикальными щитами-ограничителями. С целью уменьшения расхода бетона целесообразно укладывать в бетон отдельные камни с шероховатой поверхностью размером не более 1/3 ширины фундамента. Уплотняют бетон щупом для шурования и узкой трамбовкой, обитой снизу металлом.

Стены толщиной до 0,15 м бетонируют в следующей последовательности (рис. 7). На фундамент или бетон основания крепят направляющие доски, на них устанавливают стойки каркаса опалубки через 0,5 – 0,8 метра. Затем устанавливают и крепят арматуру к стойкам на всю высоту стены в виде клеток размером до 30x30 см. При высоте стены более 2,5 м необходимо устанавливать стойки для крепления арматуры из водопроводных труб или металлических уголков через 0,5 – 0,8 м. Опалубка стены изготавливается из досок или съёмных щитов размером 0,5x0,8 м. Щиты опалубки с одной стороны стены желательно установить на всю высоту, с другой стороны съёмные щиты могут устанавливаться снизу и переставляться выше в процессе бетонирования стены. Между щитами опалубки устанавливаются распорки по углам щитов. Щиты крепятся стяжками из проволоки или болтами-стяжками, смазываемыми минеральным маслом для того, чтобы их можно было легко извлечь из бетона. Укладку бетона ведут слоями высотой не более 20 см, тщательно уплотняя его шурованием. У самого потолка бетонирование ведут при помощи нанесения бетона лопаткой или кельмой небольшими порциями и тщательно разравнивая поверхность бетона деревянным полутерком.

Рис. 7. Бетонирование стены толщиной до 0,15 м: 1 — бетон основания; 2 м направляющие доски; 3 — съемные щиты опалубки; 4 — укладываемый бетон; 5 — распорки; 6 — болт или стяжка из проволоки; 7 — арматура; 8 — проволока, связывающая горизонтальную и вертикальную арматуру; 9 — поверхность бетона после снятия щитов опалубки; 10 — стойки опалубки.

Бетонирование полов и дорожек производят жёсткими бетонными смесями. При плотных грунтах бетонную смесь укладывают непосредственно на спланированный грунт, при слабых грунтах — на втрамбованный в грунт слой щебёнки. На дорожках, используемых для проезда автомашин, нижнюю часть бетона армируют сеткой из стержней диаметром 5 – 10 мм. Перед бетонированием устанавливают продольные доски, определяющие наружный размер пола или дорожки (рис. 8). Затем устанавливают поперечные доски через 2 – 3 метра, укреплённые кольями, вбитыми в грунт. Верхние поверхности продольных и поперечных досок должны находиться на уровне поверхности пола или дорожки. Бетонную смесь укладывают полосами. Бетонируют полосы через одну. Промежуточные полосы бетонируют после затвердения бетона в смежных полосах. Перед бетонированием промежуточных полос поперечные доски снимают. Уплотняют бетонную смесь при помощи круглой трамбовки с двумя ручками или квадратной трамбовки, обитой снизу металлом, до появления на поверхности бетона цементного молока. Окончательно бетонную поверхность отделывают через 30 минут после укладки бетона при помощи гладилки, гладильной доски или скребка с резиновой лентой для удаления цементного молока. Для придания полу или дорожке повышенной плотности применяют железнение поверхности бетона, т. е. стальной кельмой тщательно просеянный цемент втирают в поверхность влажного бетона до появления на нём ровного блеска.

Наружные лестницы из бетона (рис. 9) целесообразно выполнять, соблюдая следующие размеры: высота подступенка — 12 – 15 см, глубина проступи — 30 – 40 см, ширина лестницы — 90 – 120 см. Перед бетонированием лестницы необходимо составить схему для определения размеров опалубки. После этого размечают и выпиливают боковые доски-тетивы опалубки, являющиеся основными элементами, определяющими размеры лестницы. При помощи кольев, вбитых в грунт, крепят доски-тетивы и доски подступенков, укладывают на относе в 3 – 4 см арматурную сетку на наклонную поверхность уплотнённого грунта, укладывают и уплотняют бетонную массу, начиная с нижней ступени. Поверхность проступей выравнивают с устройством небольшого уклона к подступенку для обеспечения стока воды.

Из бетона целесообразно выполнять небольшие сборные штучные изделия в неоднократном исполнении. К таким изделиям относятся перемычки, блоки для лестниц, бордюрные камни, отдельные архитектурные детали и др. Преимуществом сборных изделий является то, что их можно приготовить заранее, а затем применить для ускоренного монтажа и сборки. Бетонные сборные перемьхчки (рис. 10) изготавливают в разборной опалубке многократного применения. Дно опалубки делается из досок толщиной 40 – 50 мм, на него устанавливают боковые доски, укрепляемые при помощи кольев, вбитых в грунт, и клиньев. Арматурный каркас опалубки собирают из холоднотянутой арматурной проволоки диаметром 4 – 5 мм, связанной мягкой гфоволокой. После установки арматуры в опалубку ставят распорки для боковых стенок опалубки. Опалубку заполняют пластичной или литой бетонной смесью и уплотняют щупом для шурования, не повреждая и не смещая при этом арматуру. Перемычка длиной 1550 мм, изображённая на рисунке, изготовляется из бетона марки «200», весит 30 кг. Минимальное опирание этой перемычки на кирпичную кладку с каждой стороны не менее 100 мм.

Декоративные облицовочные и карнизные камни из бетона выполняют небольших размеров 120x510 мм, повторяющих размеры кирпичной кладки. Декоративный облицовочный камень (рис. 11) из бетона выполняется с облицовочным слоем из плитки типа «ириска», «кабанчик» и т. п. Плитки наклеивают лицевой стороной на бумагу столярным клеем, легко смывающимся водой. Опалубку готовят со сборными съёмными боковыми стенками, которые крепят к нижнему щиту опалубки скобами или скрутками из проволоки. На нижний щит опалубки укладывают бумагу с плиткой. Боковые стенки опалубки стягивают между собой болтом. Затем опалубку заполняют литой бетонной смесью к слегка простукивают с боков молотком для уплотнения смеси. После просушивания и распалубливания лицевую поверхность плитки промывают водой для смывания бумаги и остатков клея.

Особенностью изготовления опалубки карнизного камня (рис. 12) и других архитектурных деталей сложного профиля является необходимость выполнения шаблона профиля камня, который выпиливают из фанеры или толстого картона. Шаблоны временно крепят к торцовым стенкам опалубки и по ним из мелких досок набирают фигурный щит опалубки.

Рис. 12. Изготовление карнизного камня из бетона:
а — шаблон профиля карнизного камня; б — опалубка; в — готовый карнизный камень;

1 — скобы для крепления боковых торцевых досок опалубки к нижнему щиту; 2 стягивающий болт; 3 — торцевой щит опалубки;
4 — провольный фигурный щит опалубки; 5 — нижний щит опалубки.