Особенности использования бетонных смесей в ландшафтном дизайне

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

При взгляде на красивые рельефные покрытия стен, дорожек и заборов трудно представить, что все они выполнены из привычного материала - бетона. Но современные покрытия, в отличие от своего «предка», известного своим малопривлекательным унылым серым видом, имеют особую эстетичность. Благодаря своим презентабельным свойствам декоративный бетон нашел широкое распространение не только в строительстве, но и в ландшафтном дизайне.

Впервые декоративный бетон был применен в начале 60-х годов прошлого века американцами при строительстве взлетно-посадочных полос на военных аэродромах. Перед ними стояла задача создать строительный материал, который успешно сочетает в себе как отличные эксплуатационные характеристики, так и декоративные качества. Материал, который состоял из цемента, воды, заполнителя, краски и присадки полностью соответствовал этим требованиям и потому получил широкое распространение во многих отраслях.

Благодаря усилиям разработчиков сегодня декоративный бетон обладает рядом неоспоримых преимуществ, основные среди которых: Устойчивость к воздействию нефтепродуктов, химических веществ и агрессивных соединений; Способность выдерживать нагрузку (в 2- 3 раза больше, чем прессованная тротуарная плитка); Устойчивость в УФ- излучению и способность выдерживать до 300 циклов заморозки; Способность выдерживать перепады температур в диапазоне от - 40°С до +40°С; Устойчивость к стиранию и механическим воздействиям. Используя прессованный бетон можно создавать исключительно красивые и при этом долговечные покрытия. Специальные добавки, входящие в состав материала, помогают предотвратить расслаивание и растрескивание поверхности. В отличие от обычного бетона, технология которого сводится к обычной заливке, декоративный бетон предполагает нанесение на верхний слой после окончательной заливки определенного рисунка. Для оформления поверхности задействуют различные штампы и другие специальные инструменты. Трафареты, пресс- формы для пескоструйных работ и химические составы для протравливания позволяют создавать сложные орнаменты, а тонкие линии, сделанные пилами с алмазными полотнами, способны придавать выразительность и четкость рисунку. Бетон - легкодоступное и недорогое средство создания современных ландшафтных уголков.

Цель исследования: совершенствование приёмов и методов применения бетонных смесей в ландшафтном дизайне с использованием новейшей технологической обработки и укладки бетонных дорожек.

Задачи исследования:

- изучить основные виды бетонных смесей, используемых в укладке дорожек и водоемов в ландшафтном дизайне; рассмотреть классификации бетонных смесей, их достоинства и недостатки;

- выявить технологию использования бетонных смесей и способов кладки; рассмотреть виды бетономешалок и добавок в бетон. Изучить законы и приемы композиции для ландшафтного дизайна.

- разработать приемы использования новых технологий применения пластиковой формы для бетонных смесей в создании миниатюрной настольной композиции.

Объект исследования: бетонные смеси, применяемые в ландшафтном дизайне.

Предмет исследования: способы применения бетонных смесей в создании бетонных дорожек и пруда на ландшафтном участке. Сохранение изученных технологических приемов, позволило уйти от прямого копирования и создать собственную композицию ландшафтного дизайна с применением цветных бетонных смесей.

Методы исследования: теоретическое исследование, изучение в практическом процессе изготовления смесей, наблюдение за основными методами создания форм для декорирования, проектирование, экспериментальный процесс в технологии изготовления.

Гипотеза исследования: раскрытие приемов использования новых технологий применения пластиковой формы для бетонных смесей. Внедряемые технологии позволят создать эстетическое восприятия городского ландшафта.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что полученные данные позволяют выявить и систематизировать всевозможные способы и технологические процессы в применении бетонных смесей в ландшафтном дизайне и созданию бетонных дорожек из любого цвета и разных форм. Выводы, полученные в результате исследования, могут быть использованы для дальнейшего технологического и дизайнерского развития разработках новых индивидуальных проектов при создании дорожек.

Практическая значимость работы состоит в том, что ее результаты

могут в дальнейшем быть использованы ландшафтными дизайнерами для изготовления бетонных смесей нужных цветов и придания им разных форм для дорожек в процессе реализации проекта.

Научная новизна состоит в том, что исследуемые способы применения бетонных смесей в дизайне ландшафта и изготовления дорожек и пруда из них сделают любой участок долговечным, качественным и необычным.

Структура исследования. Работа состоит из введения, трёх глав основной части, разделённых на восемь параграфов, заключения, списка литературы и приложения.

бетонный смесь ландшафтный дизайн



1. Особенности использования бетонных смесей в ландшафтном дизайне

1.1 История возникновения бетона. Виды бетонных смесей

Трудно точно сказать, где и когда появился бетон, так как начало его зарождения уходит далеко вглубь веков. Очевидно лишь то, что он не возник таким, каким мы его знаем сегодня, а, как большинство строительных материалов, прошел длинный путь развития.

Наиболее ранний бетон, обнаруженный археологами, можно отнести к 5600 г. до н. э. Он был найден на берегу Дуная в поселке Лапенски Вир (Югославия) в одной из хижин древнего поселения каменного века, где из него был сделан пол толщиной 25 см.

Бетон для этого пола приготавливался на гравии и красноватой местной извести, доставлявшейся вверх по течению реки более чем за 400 км от места добычи. История бетона неразрывно связана с историей цемента.

Древнейшими вяжущими веществами, используемыми человеком, являлись глина и жирная земля, которые после смешивания с водой и высыхания приобретали некоторую прочность.[1]

Использование глины в строительстве восходит приблизительно к 10 тысячелетию до н. э. На основе глины и жирной земли приготавливались смеси типа растворов и бетонов, которые в те Далекие времена широко применялись при строительстве самых различных построек и сооружений; начиная от простейших глинобитных (землебитных) домов до громадных храмов -- зиккуратов. Римский писатель и ученый Плиний Старший (23--79 гг. н. э.) в «Естественной истории» с восхищением пишет о виденных им в Африке и Испании «формованных» стенах таких построек. «...Веками стоят они, не разрушаемые ни дождем, ни огнем, более прочные, чем сделанные из бутового камня... В Испании,-- пишет он,-- до сего дня стоят сторожевые вышки и башни Ганнибала из глины, построенные на вершинах гор». Плиний недаром называл такие стены «формованными», так как они, действительно, изготавливались путем трамбования (формования) влажного грунта или глины с камнем, уложенных между деревянными щитами опалубки, и в этом смысле являлись прообразом современных монолитных бетонных стен.

По мере развития и усложнения строительства возрастали требования, предъявляемые к вяжущим веществам. Считается, что более чем за 3 тыс. лет до н. э. в Египте, Индии и Китае начали изготавливать искусственные вяжущие, такие, как гипс, а позднее -- известь, которые получали посредством умеренной термической обработки исходного сырья.

Вместе с производством вяжущих расширялось применение растворов и бетонов. Вероятно, первыми шагами в освоении бетона было помимо полов сооружение траншей для фундаментов зданий, которые заполнялись галькой или обломками битого камня, затем заливались раствором глины, битума или извести с песком и превращались со временем в плотную и относительно прочную массу.

Отдельные примеры связывания мелких камней растворами или использование раствора с крупным заполнителем были известны в глубокой древности у египтян, вавилонян, финикийцев и карфагенян. Наиболее раннее применение бетона в Египте, обнаруженное в гробнице Тебесе (Теве), датируется 1950 г. до н. э. По сведениям Плиния Старшего, бетон был применен при строительстве галерей египетского лабиринта и монолитного свода пирамиды Нима задолго до нашей эры. Одним из первых начали применять бетон народы, населяющие Индию и Китай. Великая китайская страна, строительство которой было начато в 214 г. до н. э., сооружена в основном из бетона. Приготовление бетона и формование из него стен состояло в следующем. Вначале одна часть известкового теста тщательно перемешивалась с двумя частями песка и гравия или песка, строительного мусора и земли. Полученная сухая (очень жесткая) бетонная смесь с небольшим содержанием воды укладывалась слоями толщиной около 12 см между деревянными щитами опалубки и усиленно уплотнялась деревянными трамбовками. После такого уплотнения поверхность каждого слоя слегка увлажнялась водой и на него укладывался следующий бетонный слой.[4]

Процесс повторялся до полного возведения стены. Такой метод строительства довольно широко применялся в Китае еще в 20- х годах нашего века при строительстве домов, школ, бань и пагод. Народы, жившие на островах Эгейского моря и в Малой Азии, начиная с VII--VI вв. до н. э. применяли растворы на жирной извести с гидравлическими добавками при строительстве отдельных зданий и гидротехнических сооружений.

В Индии уже в наше время в храмах и дворцах знати были обнаружены хорошо сохранившиеся бетонные «набивные» полы (IV--V вв. До н. э.). Искусство производства бетона постепенно распространялось в Восточном Средиземноморье и примерно к 500 г. до н. э. достигло Древней Греции, где для покрытия стен, в том числе из необожженного кирпича, использовался мелкозернистый известковый бетон. Таким образом, были отделаны дворцы царей Креза (560--546 гг. до н. э.) и Атталы. Впоследствии бетон стал применяться в виде бутовой кладки. Пространство между двумя рядами каменной стены заполнялось крупными камнями, а затем заливалось известковым раствором.

Витрувий в своем трактате довольно подробно описал несколько видов такой кладки. Можно предположить, что римские бетонные стены и другие подобные конструкции развились как раз из греческой бутовой кладки путем постепенного расширения бутобетонного ядра за счет уменьшения толщины каменных стен, которые из главного элемента кладки постепенно превратились в тонкую оболочку, играющую уже подсобную, второстепенную роль. Заметное применение бетона на территории древнеримского государства началось примерно с конца IV в. до н. э. и продолжалось около 700 лет. За это время в его развитии, как в живом организме, можно проследить четыре важных этапа: рождение, быстрый рост, зрелость и гибель этого материала. Так, зарождение бетона, т. е. медленное и постепенное внедрение его в римскую строительную практику, длилось более двух столетий (до I в. до н. э.). Второй этап, продолжавшийся до II в. н. э., сопровождался ускоренным ростом и широким распространением объемов бетонного строительства по всей Римской империи и прилегающим к ней странам. На третьем этапе (в период так называемой зрелости) бетон развивался не так стремительно, но с заметным улучшением свойств, технологии изготовления и принятия новых конструктивных решений. Это был этап качественного роста и развития больших потенциальных возможностей, который продолжался с начала II в. и примерно до середины III в. н. э.

Наконец, заключительный, четвертый этап, продолжался менее ста лет и закончился в начале IV века н. э.

Указанное деление эволюционного развития римского бетона на отдельные этапы довольно условно, но позволяет схематично показать весь путь, который прошел этот материал за семь веков своего существования.

Бетон - классификация

Бетоны классифицируют по трем основным показателям: виду вяжущего вещества, средней плотности и назначению. Благодаря применению различных рецептов состава смеси, введению тех или иных добавок для бетона, использованию специальных видов вяжущего и т.п. производители могут добиться от готовой смеси требуемых характеристик и параметров. Ещё на стадии расчета карты подбора состава бетонной смеси, технологи на производстве могут спрогнозировать - как поведет себя готовый раствор в той или иной ситуации. С довольно высокой точностью расчитываются морозостойкость, водонепроницаемость, плотность, марка и другие важнейшие параметры будущего состава. Для того чтобы прогнозы оправдались, технологи должны учесть все возможные нюансы, отвечающие за качество будущего бетона.

Вид вяжущего вещества

Этот фактор - самый главный, в немалой степени определяющий свойства бетонной смеси.

По виду вяжущего смеси различают на силикатные, гипсовые, цементные, полимерцементные, шлакощелочные и специальные.

Помимо этого существуют комбинированные виды смесей, затворенные на комбинации каких- то двух- трех вяжущих. Подобные миксы достаточно часто встречаются в виде штукатурных сухих смесей, которые в одном составе зачастую объединяют в себе цемент, гипс, известь и т.д.

Силикатные бетоны изготавливают на основе извести, применяя автоклавный метод твердения. Это довольно редкий тип смеси, малоиспользуемый на современном производстве.

Гипсовые бетоны (на основе, соответственно, гипса) применяются для возведения подвесных потолков, внутренних перегородок и элементов отделки. Одной из разновидностей этого вида смесей являются гипсоцементные - пуццолановые, характеризующиеся высокой степенью водостойкости. Их применяют в создании конструкций малоэтажных зданий и объемных блоков санузлов.

Цементные бетоны и растворы создают на основе цементных составов. Это самый широко распространенный тип бетона, наиболее широко применяющийся в строительстве. Основное место в этой группе занимает портландцемент с разновидностями. Следом идут бетонные смеси на пуццолановом цементе и шлакопортландцементе. Также к цементным бетонам относятся декоративные (создаваемые на белых и цветных цементах), смеси на напрягающем цементе, а так же на безусадочном и глиноземистом.

Полимерцементные бетоны изготавливают на смешанной связующей основе, которая состоит из цемента, латексов и водорастворимых смол.

Шлакощелочные бетоны получают из затворенных щелочными растворами молотых шлаков. Такие составы начали применяться в строительстве недавно.

Специальные бетоны получают благодаря применению особых вяжущих средств. Например, для жаростойких и кислотноупорных бетонов применяется жидкое стекло, в качестве вяжущих используют нефелиновые, шлаковые и стеклощелочные элементы, получаемые из отходов некоторых видов промышленности.

Классификация бетонов по плотности - основные виды [18]

На значение плотности прежде всего влияют характеристики крупного заполнителя (диабаз, гранит, гравий, доломит, известняк, керамзит и т.д). Плотность - это один из главнейших факторов, отвечающих за устойчивость бетонного элемента к сжатию, его морозостойкость, водонепроницаемость и т.д. По плотностным параметрам отличают следующие виды бетона:

ѕ Тяжелые (от 1800 до 2500 кг/м3). Такие смеси получают на заполнителях из горных пород, таких как известняк, диабаз, гранит;

ѕ Особо тяжелые (свыше 2500 кг/м3). Их создают на стальных опилках либо стружках, барите или железной руде;

ѕ Легкие или облегченные (от 500 до 1800 кг/м3). Такие составы готовят на керамзите, пемзе, туфе и иных пористых заполнителях. К этому классу принадлежат ячеистые бетоны (в частности пенобетон, газобетон и т.п. пористые материалы), готовящиеся путем вспучивания вяжущего компонента, воды и тонкомолотой добавки, а также бетон крупнопористый на легких заполнителях.

Классификация по назначению

В зависимости от условий эксплуатации будущих железобетонных конструкций производители строительных материалов выпускают бетонные смеси тех или иных видов. Основной упор здесь делается на поведение будущего ЖБИ или монолитной конструкции в специфических условиях. Где- то требуется высокая сульфатостойкость, где- то огнестойкость, а где- то устойчивость к вибрации, ударным нагрузкам и т.д. В зависимости от условий работы будущей железобетонной конструкции выбираются следующие виды смесей:

ѕ обычный (для создания фундаментов, колонн, балок и плит перекрытий, других железобетонных конструкций);

ѕ гидротехнический (для облицовки каналов, шлюзов, плотин, канализационных и водопроводных сооружений);

ѕ для аэродромных и дорожных покрытий, тротуаров;

ѕ бетон специального назначения (для защиты от радиации, а также жароупорный и кислотостойкий).

Отдельно важный параметр имеет прочность бетона. Этот параметр во многом зависит от количества вяжущего, вводимого в состав при затворении смеси. Чем больше цемента входит в состав смеси, тем выше марка и класс будущего бетона. Это один из важнейших параметров, учитываемый в любых типах и видах смесей, независимо от их классификации.

Марка или класс - это главный показатель качества бетонной смеси, на который обычно акцентируется внимание при покупке бетона.

Другие же показатели, такие как: морозостойкость, подвижность, воднонепроницаемость - в данной ситуации отходят на второй план. Первоначально, всё же, - выбор по марке или классу.

Вообще, прочность бетона - довольно изменчивый параметр, и в течение всего процесса твердения - она нарастает. Например: через трое суток - будет одна прочность, через неделю - другая (до 70% от проектной, при соответствующих погодных условиях). Через стандартный срок - 28 дней нормального твердения - набирается проектная (расчётная) прочность. Ну а через полгода она становится ещё выше. В принципе, твердение бетона и набор его прочности идёт долгие годы.

Марки бетона в цифрах м 100, м 150, м 200, м 250, м 300, м 350, м 400, м 450, м 500 Полный диапазон марок от м 50 до м 1000. Основной диапазон применения 100- 500. Марка бетона напрямую зависит от количества цемента в составе бетонной смеси.

Класс бетона B 7.5, B 10, B 12.5, B 15, B 20, B 22.5, B 25, B 30, B 35, B 40 Полный диапазон классов от В 3.5 до B 80. Основной диапазон B7.5- B40.

Прочность, марка, класс бетона. Методы определения. Контрольные пробы (Таблица 1)

Выбор и покупка конкретного вида и марки (класса) бетонной смеси определяется проектом. Если проекта нет, то можно доверится рекомендациям строителей.

Цифры марки бетона (м- 100, м- 200 и т.д) обозначают (усреднённо) предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. Проверку соответствия необходимым параметрам осуществляют сжатием (специальным прессом) кубиков или цилиндров, отлитых из пробы смеси, и выдержанных в течение 28 суток нормального твердения.

В современном строительстве чаще используется такой параметр как - класс бетона. В общем и целом, этот параметр сродни марке, но с небольшими нюансами: в марках используется среднее значение прочности, в классах - прочность с гарантированной обеспеченностью. В соответствии со СТ СЭВ 1406, все современные проектные требования к бетону указываются именно в классах.

При разгрузке бетона, необходимо взять пробу и отлить пару- тройку кубиков размером 15х15х15 см. Для этого можно сколотить из дощечек специальные формы нужного размера.

Перед заливкой бетона в формы, ящички желательно увлажнить, дабы сухое дерево не забрало много влаги из бетона, тем самым отрицательно воздействуя на процесс гидратации цемента. Залитую смесь необходимо проштыковать куском арматуры или чем- то подобным: потыкать в смесь, как толкут картошку пюре, чтобы в залитой пробе не образовались незаполненные места (раковины), вышел лишний воздух, и смесь уплотнилась. Так же можно уплотнить смесь ударами молотка по бокам ящичков. Отлитые кубики хранятся при средней температуре (около 20 градусов) и высокой влажности (около 90%).

В течение первых 7 дней бетон набирает около 70% расчётной прочности.

Какие нюансы могут возникнуть при заборе и хранению проб- кубиков:

Соотношение между классом и марками бетона по прочности при нормативном коэффициенте вариации v = 13,5%

Таблица 1. Прочность, марка, класс бетона

Класс бетона	Средняя прочность данного класса, кгс/кв.см	Ближайшая марка бетона
В3,5В5В7,5В10В12,5В15В20В25В30В35В40В45В50В55В60	466598131164196262327393458524589655720786	М50М75М100М150М150М200М250М350М400М450М550М600М600М700М800

Твердение бетона.

Прочность бетона нарастает в результате взаимодействия цемента с водой. По -научному этот процесс называется гидратация цемента. Гидратация останавливается, если в молодом и набирающем прочность бетоне высыхает или вымерзает вода (влажность). Высыхание и замерзание молодого бетона существенно ухудшает его свойства и прочностные характеристики. А молодым он считается, как минимум, пару недель.

С потерей влаги, необходимой для нормального процесса гидратации, надо бороться. Ведь теряется не только влага, а теряется ещё и прочность. Вернее, - она не набирается.

Молодой бетон, как ребёнок, нуждается в уходе и питании. Только вместо каши - бетону нужна вода. И тогда он отблагодарит долгими годами безупречной службы.

Свежеуложенный бетон, в жаркую погоду неплохо бы накрыть мокрой мешковиной, или хотя бы плёнкой ПВХ.

1- 5 дневные бетонные конструкции - не помешает поливать водой. Хуже не будет.

При минусовых температурах возможно замораживание бетона. Замерзает естественно не бетон, а вода в нём. Да так же останавливается процесс гидратации цемента.

Что самое любопытное, он может продолжится весной, когда оттает. Если конечно всю конструкцию не размоет к тому времени. Естественно, прочность и морозостойкость такого бетона может быть существенно ниже, чем должно быть при нормальном твердении. Даже существуют специальные методики, так называемого, раннего замораживания бетона. Бетон с небольшим количеством противоморозных добавок укладывают при низких температурах (- 15- 30). Он замерзает и в таком виде живёт до начала прихода более теплой погоды. Ближе к весне бетон просыпается и начинается процесс гидратации цемента.

Противоморозные добавки для бетона здесь нужны в качестве эдакого стабилизатора процесса. То есть: бетон заливали при - 25, добавки введены с расчётом на температуру - 10 градусов. Он замёрз. Благодаря наличию добавок, при повышении температуры до - 5 +5, бетон не реагирует на цикличные изменения температуры, присущие весеннему периоду, когда температура плавает из минуса в плюс. Он не замерзает- оттаивает, а стойко переносит эти колебания. Единственное ограничение - такие монолитные конструкции нельзя эксплуатировать в этот период.

Существует такое понятие как критическая прочность бетона. Своеобразная грань, по достижении которой, за дальнейшую жизнь бетона можно не волноваться. Этот порог для разных марок бетона - разный. Высокие марки бетона имеют более низкий % порог критической прочности (25- 30% от проектной прочности), низкие марки - более высокий %. Во всяком случае, при нормальных условиях критическая прочность бетона достигается примерно за сутки. Именно поэтому, так важны первые сутки жизни бетона.

C замораживанием бетона тоже можно и нужно бороться. Нижеперечисленные меры обычно помогают в этой борьбе.[30]

Использование противоморозных добавок в бетон

Так назваемые ПМД. Противоморозные добавки всего не дают воде замерзнуть и отчасти ускоряют процесс твердения. Раньше, для этих целей применялись всякие страшные соли, которые любили, со временем, покушать арматуру. Сейчас используют более щадящие составы и препараты.

Электропрогрев бетона

Существуют специальные трансформаторы, электроды, и электроподогреваемые опалубки. Это - идеальный вариант для зимней заливки бетона. Но, к сожалению, он практически недоступен для частного застройщика. Аренда, доставка, монтаж. А самое главное - такие системы кушают по несколько десятков кВт электроэнергии в час, что сразу ставит электропрогрев бетона в разряд нереальных. Какая загородная подстанция позволит подключить 80 кВт транформатор.

Если среднесуточная температура на улице не очень низкая: 1- 2 градуса, можно просто укрыть конструкцию пленкой. Не факт, что поможет. Это скорее - авральная мера. Когда привезли и уложили бетон, а вечером вдруг резко похолодало. Процесс гидратации цемента сопровождается выделением тепла. И сберечь это тепло можно и нужно. Можно поставить газовую или дизельную пушку, чтобы задувало теплым воздухом под укрытие. Первые дни жизни бетона - особенно критичны и ответственны.

На заводах ЖБИ и ЖБК нет такой проблемы. Железобетонные изделия: сваи, бетонные фундаментные блоки ФБС, плиты перекрытия, дорожные плиты - пропариваются в специальных камерах, что позволяет добиться отличных результатов по скорости набора прочности. Там тебе и тепло и влага.



1.2 Использование бетонных смесей в ландшафтном дизайне

Декоративный бетон, из которого сегодня создаются удивительно красивые дорожки и заборы, выкладываются площадки для отдыха и площади, практически ничем не напоминает унылые серые покрытия и блоки, использующиеся в городской архитектуре в прошлом веке.[42]

При помощи бетона разного цвета и формы можно создавать орнаменты и узоры, преображая сад и создавая замечательные декоративные покрытия, которые радуют взгляд. (Рисунок 1)

У современного декоративного бетона масса плюсов, поэтому он нашел широкое применение и в ландшафтном дизайне, и в оформлении площадей и скверов больших городов и площадок для отдыха:

ѕ способность выдерживать механическую нагрузку;

ѕ устойчивость к агрессивным химическим соединениям, нефтепродуктам;

ѕ способность выдерживать перепады температур в большом диапазоне;

ѕ устойчивость к ультрафиолетовому излучению и истиранию.

Рисунок 1. Бетонные дорожки в цвете

Дорожка или площадка из такого покрытия прослужит очень долго - в состав материала входят особые добавки, препятствующие появлению трещин и расслаиванию. Декоративность бетонной плитке придает цвет, рисунок на поверхности, оригинальная форма.

Бетон в садовом дизайне

Современная бетонная плитка или покрытие, созданное при помощи форм, способны передавать разнообразные эффекты: имитировать дерево, натуральный камень, керамику, кирпич. При помощи малых архитектурных форм, изготовленных из этого материала (перекладин, балясин), можно создать великолепные перила, ограждения для беседки, а двор украсить бетонными вазонами в античном стиле. (Рисунок 2)

Рисунок 2. Декоративный бетон

Выделяют три основных разновидности этого отделочного материала: плитка или цельное покрытие, имитирующее природный камень, плитка с рельефной поверхностью, цветной бетон.

Цветной бетон

Разноцветная плитка или цельное покрытие получается в результате добавления в смесь красящих пигментов. Можно выбрать практически любой цвет - желтый, красноватый, синий, темно- зеленый и эффектно дополнить садовую композицию дорожкой нужного цвета, сделать подъездные пути, место для парковки оригинальным и эстетичным. Благодаря особым пигментам плитка сохраняет стойкий цвет, независимо от влияния природных факторов. Цветной бетон - наиболее бюджетный вариант, использующийся для декора участков чаще других благодаря относительно невысокой цене, практичности и прекрасным эстетическим характеристикам.

Плитка с рельефной структурой

В составе смеси для этого типа покрытия - крупные фракции заполнителя. Когда верхний слой снимается с поверхности плитки при помощи специальных инструментов, фракции выступают на ее поверхности, образуя рельефы. Интересные покрытия можно создавать, используя плитку с имитацией старинного булыжника, или плитку неправильной формы для создания испанского дворика или садовых дорожек.

Бетон, имитирующий натуральный камень

Этот вид декоративного бетона производится посредством алмазной обработки, в результате получается покрытие, которое крайне трудно отличить от натурального. Бетон при умелой обработке может принять вид кирпича, брусчатки, мрамора.

Рисунок 3. Бетонная плитка, имитирующая натуральный камень

Бетонную плитку можно заказать или приобрести в строительных магазинах, но при желании можно попробовать сделать декоративное покрытие самостоятельно. В магазинах продаются и формы, и смеси для его изготовления.

Форма может воспроизводить геометрические фигуры и различные рисунки и узоры - «плетение корзинки», «веер» и др.

Например, создать садовую дорожку не так уж сложно:

1. Для начала надо подготовить основание - наметить контуры, снять слой грунта, сделать опалубку, засыпать щебнем;

2. Залить углубление бетоном, выровнять;

3. Чтобы дорожка была цветной, ее поверхность нужно обработать цветным затвердителем;

4. Когда смесь начнет схватываться, но не застынет, нужно начинать работать с формами. Они выкладываются на поверхность, плотно прижатые друг к другу, затем утрамбовываются;

5. После высыхания покрытие следует очистить и нанести защитный состав.

Рисунок 4. Бетонная дорожка

Это общая схема работы, которая может несколько отличаться при использовании различных смесей. [24] Технология создания рельефной поверхности включает несколько этапов:

Подготовка основания

При изготовлении садовой дорожки на отмеченной территории снимают слой почвы глубиной 10 см, ставят опалубку и насыпают слой щебня. Заливка бетона. На выровненную поверхность выкладывают цементный раствор и разглаживают.



Нанесение цветного затвердителя

Для придания поверхности желаемого оттенка раствор посыпают сухими сыпучими красителями или обрабатывают его цветным затвердителем, в состав которого помимо красящих пигментов входит наполнитель из гранита или кварцевого песка.

Прессовка формами

На схватившуюся, но не полностью застывшую поверхность выкладывают формы, тесно прижимая их друг к другу. Чтобы получить четкий отпечаток рисунка уложенные формы слегка утрамбовывают. Определить готовность к штампованию бетонной смеси можно, дотронувшись до нее пальцем. Смесь готова, если она не тянется за ним. Очистка покрытия. Выдержав 2- 3 дня, отмывают поверхность бетона с помощью щетки, смоченной в растворе с соляной кислотой. После полного высыхания верхнего слоя наносят защитный состав, препятствующий испарению влаги с поверхности свежего бетона. В местах вероятного излома следует предусмотреть деформационные швы, выполнив их на расстоянии 6 метров друг от друга и заполнив пустоты бесцветным герметиком. Чтобы продлить срок службы бетона и значительно улучшить эстетические свойства материала, поверхность желательно обработать специальным пропиточным составом, образующим защитную пленку.

1.3 Достоинства и недостатки бетонных смесей

Любой строительный материал имеет свои плюсы и минусы. Цветной бетон не является исключением из этого правила. Кому- то он покажется идеальным покрытием, а другой углядит в нем столько недостатков и неудобств, что и браться за это не станет. [31]

Во-первых, это современный высокотехнологичный материал, в состав которого входит множество различных пластификаторов и фибры. Благодаря этим включениям декоративный бетон получил необычайную устойчивость к воздействию как высоких, так и низких температур. Это означает, что даже в случае сильных температурных перепадов ваше бетонное покрытие останется совершенно невредимым и не потрескается. Кроме того, это свойство бетона ничуть не ослабеет даже спустя долгое время.

Во- вторых, в умелых руках декоративный бетон способен принять вид любого натурального материала, будь то сланец, брусчатка, булыжник, кирпич или даже мрамор. За гораздо меньшие деньги можно получить поверхность, выглядящую как натуральный камень из бетона. Причем имитация естественного покрытия подчас настолько правдоподобна, что даже профессионал не всегда сможет отличить, где природный камень, а где его искусная копия. На сегодняшний день на рынке строительных материалов представлено несколько сотен всевозможных форм для придания той или иной фактуры декоративному бетону.

В- третьих, декоративный бетон не случайно именуют еще и цветным. Цветовой диапазон красящих пигментов этого покрытия насчитывает более двадцати различных цветов и оттенков, в отличие от своего невзрачного серенького собрата. И, кроме того, цветной бетон значительно прочнее и выносливее простого бетона или тротуарной плитки. Это качество достигается благодаря цветным отвердителям в составе пигментов. Эти отвердители и помогают добиться дополнительной устойчивости покрытия к солнечным лучам. Таким образом, бетонные конструкции не выгорят под воздействием ультрафиолета и не потускнеют.

Ну и последним по списку, но не по значению, достоинством фактурного бетона является то, что он может быть использован не только для укладки дорожек и заливки определенных территорий садового участка - декоративный бетон может применяться и для облицовки зданий, и для создания малых архитектурных форм на участке.

Несмотря на кажущуюся идеальность, штампованный бетон имеет и свои минусы. Так, например, покрытие из цветного бетона требует специального ухода. Поверхность дорожек и изделий из этого материала нуждается в регулярной обработке особыми гидрофобизирующими растворами. Процедуру придется повторять ежегодно. Многим это может показаться делом хлопотным и неоправданным. Не стоит и забывать и о том, что, хотя фактурный бетон обойдется значительно дешевле натурального камня, в сравнении с простой тротуарной плиткой, он выйдет существенно дороже. К сожалению, далеко не каждый домовладелец сможет позволить себе такой дорогостоящий материал, в особенности при большом объеме работ.

Необходимо помнить, что процесс заливки и штамповки данного материала представляют собой серьезную сложную технологию. Многие считают, что выложить декоративный бетон своими руками задача не особенно сложная. К сожалению, большая часть подобных начинаний заканчивается полным провалом. Ведь даже малейшая ошибка, небольшая неточность технологии укладки и все усилия сойдут на нет. Таким образом, все сводится к тому, что все строительные работы, связанные с этим материалом, следует предоставить профессионалам.

Тем не менее, счастливые обладатели покрытий из декоративного бетона полагают, что декоративный эффект этого материала вкупе с его износостойкостью полностью окупает все материальные затраты.



2. Технология применения бетона

2.1 Технология использования бетонных смесей в зимнее время

Достаточно суровый климат в России и странах ближнего зарубежья, и продолжительный период холодного времени года, отрицательно влияет на процесс набора прочности и твердения бетона. Из - за чего, для укладки бетона в зимнее время приходится дополнительно специальную теплую и увлажненную среду вокруг бетона, для обеспечения надежности и сохранения всех прочностных характеристик возводимого сооружения в зимнее время.

Для высококачественных работ при отрицательной температуре, необходимо соблюдать различные требования.

Вода, которая содержится в бетонной смеси, в зимнее время при низких температурах замерзает, образуя льдинки, которые находятся внутри бетона, по объему больше, чем объем воды, из которой образовался этот лед. Данные льдинки внутри бетона формируют пустоты, появление которых приводит к значительной потери прочности бетона. Так же очень сильно сказывается на потере прочности бетона, если бетон замерзает в самом начале схватывания цемента, содержащегося в бетонной смеси.[41]

Бетон в зимнее время

Значительный вклад привнесли в создание ученые совместно с инженерами еще в СССР, были созданы очень эффективные технологии укладки бетона зимой, которые обеспечивают возможность работать с бетоном в течение всего года, в том числе и в зимний период, когда температура опускается ниже 0є.

Популярный способ укладки бетона используемый всегда раньше, заключался в необходимости подогрева компонентов входящих в состав бетона и поддержание их постоянной температуры, так же подогревать бетон который был залит, до того момента, пока он не наберет необходимой прочности.

За счет постоянной круглогодичной необходимости проведения работ с бетоном, были созданы новые методы, позволяющие проводить все работы с бетоном при низких температурах в зимнее время, без необходимости подогрева компонентов входящих в состав бетона и без необходимости подогрева самой бетонной смеси.

Создание «термоса» -- утепление бетона

Достаточно простой способ сделать подходящие условия для набора прочности бетоном в зимнее время, -- это создание так называемого «термоса», которым изолируется возводимая конструкция от окружающей среды, что позволяет обеспечивать теплый микроклимат в течении длительного времени, так необходимый для того что бы бетон набрал свою прочность. Данная технология была создана почти 50 лет назад нашим ученым проф. И. А. Кириенко. Технология сохранения тепла, очень похожа на принцип термоса. Тепло, которое выделяет цемент при его твердении и наборе прочности, отлично разогревает всю конструкцию внутри, что позволяет использовать такой способ для бетонирования в зимнее время сооружений, которые имеют не большую поверхность, относительно своего объема.

Для того что бы обеспечить более быстрое твердение бетона, в него добавляются специальные добавки (ускоритель), или используют электрический ток, прогрев горячим паром и воздухом.

Дополнительный подогрев бетонной смеси

Для конструкций имеющих меньшие размеры используется дополнительный обогрев создаваемый искусственным образом, с помощью использования деревянных тепляков, прогрева горячим паром, для которого сооружается специальный кожух вокруг всей опалубки, внутрь которого и подается пар, существуют так же способы, позволяющие подогревать конструкцию с помощью тока.

Морозостойкие добавки в бетон

При выполнении бетонных работ в зимнее время, широкое распространение получил еще один, уже ставший очень популярным способ. Он основан на добавлении в бетонную смесь, специальных морозостойких добавок, солей, которые способны понизить температуру замерзания бетона, а так же значительно ускоряющие процесс твердения и набора прочности бетоном. Соли добавляемые к бетонной смеси, как правило хлористые соли, это или хлористый натрий или хлористый кальций. Этот способ хорошо зарекомендовал себя при возведении любых ответственных объектов, при заморозках и слабых морозах, без использования дополнительного обогрева бетона.

Если же возводимая конструкция является менее ответственной, то можно использовать большее количество соли, и выполнять работы до - 20єC, без использования способов обогрева бетона.

Прочность бетона без противоморозных добавок

При использовании бетона при возведении монолитных конструкций с не напряженной арматурой, без противоморозных добавок нормы СНиП 111- 1- 76 требуют обеспечить набор прочности бетона до момента замерзания.

ѕ 50% при использовании марки бетона М150

ѕ 40% при использовании марки бетона М200 и М300

ѕ 30% при использовании марок бетона М400 и М500

Так же при строительстве объекта, который по завершению строительства будет подвержен влиянию отрицательной температуры (замораживанию) и дальнейшему влиянию температуры выше 0є (оттаиванию), прочность бетона должна быть не меньше 70%, для любой марки бетона, для заливки бетоном конструкции предварительно напряженной -- 80%, а при строительстве конструкции, которая будет подвержена сразу же после возведения воздействию воды под расчетным давлением, с определенными марками морозостойкости бетона F иводонепроницаемости бетона W - бетон должен набрать 100% расчетной прочности.

Прочность бетона с противоморозными добавками

Противоморозные добавки добавляются в бетон с учетом температуры воздуха окружающей среды, в которой придется работать с бетоном. Прочность такого бетона к моменту охлаждения до расчетной температуры (в соответствии с количеством добавок)

ѕ 30% - при использовании бетона марок до М200 включительно

ѕ 25% -- при использовании бетонов марок М300 и М400

Бетоны выше указанных марок, набрав прочность 30% и 25% могут быть заморожены, но после оттаивания бетонные конструкции должны добирать оставшуюся прочность до 100% в условиях, которые обеспечат набор этой проектной прочности, до того как нагружать эти конструкции нагрузкой.

Набор прочности бетона, обеспечивается правильной подготовкой бетона при его готовку, а так же при защите конструкций после бетонирования, от воздействия контакта с ветром и минусовой температурой.

Приготовление бетона в зимнее время [43]

Зимой бетон готовится в обогреваемых помещениях заводов производителей, с лаборантами, которые и производят все промежуточные проверки и испытания бетона на прочность, а так же контролируют температуру всех компонентов входящих в состав бетонной смеси и температуру самой бетонной смеси. Эти же сотрудники и контролируют процесс добавления добавок в бетон.

Важным моментом является хранение всех компонентов входящих в состав бетона. Зимой хранение становится сложнее, т.к. у многих производителей заполнитель (гравий, щебень и песок) хранится на улице, его нужно защищать от снега. Склады цемента, должны быть надежно защищены от влияния атмосферы и отапливаемыми.

Заполнитель перед добавкой в бетоносмеситель обязательно разрыхляется и подогревается, для того что бы температура полученного бетонной смеси выходящая из бетоносмесителя должна быть в пределах допустимых норм, вода так же должна быть теплой.

Бетон в зимнее время, и его укладка производится с запасом тепла, который расходуется при доставке бетона к месту его непосредственного использования и в процессе укладки бетона до начала обогрева конструкции, если будет использоваться способ «термос», то тепло должно сохраняться в течении всего времени выдерживания бетона до набора необходимой прочности.

Бетонная смесь залитая в опалубку, должна иметь температуру в начале выдерживания или ее подогрева не меньше чем расчетная, при использовании «термоса.

При производстве бетонной смеси предназначенной для проведения работ в зимнее время, температура воды и заполнителя при подаче их в бетоносмеситель, и температура полученной бетонной смеси устанавливается с помощью расчетов, учитывая все потери тепла в процессе смешивания всех компонентов, транспортировки и заливки бетона в конструкцию.

Приготовление бетона ведется под контролем лаборанта, он и устанавливает требуемую температуру, а так же контролирует температуру всех компонентов бетона и температуру бетона при выходе из бетоносмесителя. Если вдруг требуется изменить подогрев, то он дает соответствующие указания.

Использование горячей воды может привести к «запариванию» цемента, для избежания этого должна контролироваться очередность загрузки компонентов в бетоносмеситель: щебень вместе с водой одновременно подаются в бетоносмеситель, и только по заполнению бетоносмесителя половиной всей требуемой воды, добавляются цемент и песок.

Длительность перемешивания бетона нужно увеличивать больше как минимум на 25% если сравнивать с длительностью перемешивания летом (при условии что используется только подогретая вода), если же все компоненты были подогреты, то продолжительность перемешивания можно не увеличивать вовсе.

2.2 Виды бетономешалок. Добавки в бетон

Бетономешалка - это один из обязательных атрибутов любой строительной площадки, который помогает частично автоматизировать процессы приготовления строительных растворов из твердых добавок, цемента и воды. В зависимости от типа приготавливаемого раствора, его количества и других характеристик, для разных строительных площадок могут понадобиться разные модели и виды бетономешалок.[41]

Все модификации и виды бетономешалок, можно разделить на две больших группы, которые отличаются по принципу работы:

ѕ Бетономешалки гравитационного типа (Рисунок 5)

ѕ Бетономешалки принудительного действия (Рисунок 6)

Рисунок 5. Бетономешалки гравитационного типа

Гравитационные модели бетономешалок наиболее популярны. Главной их составной частью является вращающийся барабан грушевидной формы, в который помещается смесь. Она под воздействием собственного веса максимально качественно перемешивается, что позволяет получить готовый раствор для проведения тех или иных работ.

Отличительными чертами моделей такого типа являются простота использования и ухода, а также доступная цена, можно купить бетономешалку гравитационного типа, цена составляет порядка 6000- 15000 рублей.

Также они неприхотливы к качеству и фракции смешиваемых компонентов, что позволяет использовать их для приготовления составов на основе щебня. Конструкция такого типа может быть разобрана на несколько частей, что позволяет значительно упростить и удешевить ее транспортировку. Все внутренние части производятся из особого материала, к которому не прилипает бетон, поэтому его очистка производится легко и быстро.

Рисунок 6. Принудительная бетономешалка

Бетономешалки принудительного действия существенно отличаются как по конструкции, так и по принципу действия. Бетономешалка принудительного типа комплектуется неподвижной рабочей емкостью, размешивание раствора в которой производится при помощи паукообразных лопастей. Как правило, количество лопастей составляет четыре. По сравнению с гравитационными, принудительные работают более интенсивно, что позволяет получить раствор более высокого качества.

Объем бетономешалки

Объем агрегата подбирается в зависимости от объема проводимых работ. Например, для строительства одноэтажного частного дома вполне будет достаточно модели с рабочей емкостью, объемом от 100 до 160 литров, а для многоэтажных домов понадобится модель, объемом от 300 литров.

Добавки в бетон

Использование модификаторов бетона, т.е. различных химических добавок, - это простой и эффективный способ повысить качество бетона, улучшить его характеристики. Долговечность зданий и сооружений, высокая прочность стен, понижение влагопроницаемости, оптимальные показатели морозостойкости - эти и другие свойства возможно придать бетону с помощью современных специально разработанных добавок в бетоны и растворы.

Модификаторы бетона

Модификаторы бетона, предлагаемые современными производителями, классифицируются по принципу оказываемого действия на бетонную смесь. Добавки в бетоны и растворы противоморозные обеспечивают нормальные условия твердения бетона при отрицательных температурах, предотвращая замерзание воды и, следовательно, не давая процессу гидратации вяжущего замедлиться. Ускорители твердения способствуют уменьшению срока набора бетоном заданной прочности, применяются в производстве высокопрочных бетонов, т.к. их содержание в растворе позволяет снизить количество воды затворения. Напротив, замедлители схватывания, уменьшают скорость твердения бетонных смесей, что необходимо, например, при транспортировании смеси на длительные расстояния или при вынужденном перерыве в строительстве. Еще один тип добавок - суперпластификаторы, которые способствуют улучшению удобоукладываемости, положительным образом влияют на смачивание и равномерность диспергирования цемента, показатели ранней прочности, водонепроницаемость и долговечность бетона.

Такое разнообразие выпускаемых добавок позволяет обеспечить оптимальную динамику набора прочности бетонной смеси, получить бетон с нужными характеристиками. Необходимая дозировка химических добавок рассчитывается технологами.

Добавки в цементный раствор

Уменьшить расход цемента и повысить качество можно, используя специальные добавки в раствор. Эти добавки обладают пластифицирующими и стабилизирующими свойствами (препятствуют расслоению цементного раствора), они улучшают показатели морозостойкости, облегчают укладку раствора. На сегодняшний день производится много видов добавок, имеющих различное назначение: эластификаторы, пластификаторы, суперпластификаторы, армирующие добавки в цемент, придающие прочность бетонному изделию, гидроизоляторы (нужны для создания водонепроницаемого цементного раствора, стяжки, штукатурки), противоморозные добавки и добавки- пигменты, применяемые для окрашивания цемента (используется при создании декоративных элементов).

Бетон является одним из самых популярных и широко применяемых материалов в строительстве зданий и сооружений. Для обеспечения оптимальной динамики набора прочности бетона и сроков твердения используются различные добавки в бетонные смеси (в зависимости от решаемых технологических задач): ускорители набора прочности, замедлители схватывания, суперпластификаторы.

Суперпластификаторы - это специальные многокомпонентные добавки для бетонов и строительных растворов, которые обладают пластифицирующим и водоредуцирующим действием.

Суперпластификаторы для бетона

Суперпластификаторы для бетона позволяют улучшать показатели удобоукладываемости бетонной смеси без снижения прочностных характеристик бетона, улучшать смачивание и равномерность диспергирования цемента, повышать показатели ранней прочности, водонепроницаемости, долговечности бетона.

Применение суперпластификаторов позволяет сократить трудозатраты и энергозатраты на укладку смеси, формование изделий, уменьшить объем воды, необходимой для затворения. Дозировка добавок определяется типом и назначением бетонного раствора, дисперсностью цемента.

Суперпластификаторы С- 3

Суперпластификатор C- 3 является одной из самых распространенных и эффективных химических добавок, которую используют при производстве строительных растворов и различных бетонов. Данная добавка способна увеличить подвижность бетонной смеси, а также общую прочность тех или иных конструкций. Применение суперпластификаторов С- 3 позволяет сократить расходы на цемент до 25%.

Суперпластификатор C- 3 применяется для создания сборных конструкций на основе высококачественного бетона. Он незаменим в случае строительства монолитных сооружений, имеющих сложную конфигурацию.

Замедлитель схватывания - это специальная добавка в бетонную смесь, которая применяется в строительстве как технологическое решение некоторых рабочих задач. Так, эти добавки необходимы при возведении конструкций из монолитного железобетона. Непрерывное бетонирование важно для обеспечения прочности конструкции, так как в этом случае удается избежать наличия рабочих швов (самое ослабленное место), однако такое возможно лишь при небольших объемах работы и при возведении сравнительно простых конструкций. Во всех остальных случаях выполняются стыки старого и нового бетона, которые будут значительно снижать прочностные характеристики конструкции. Кроме того, их устройство связано со значительными затратами труда и времени, т.к. надежное сцепление возможно лишь при тщательной обработке поверхности ранее уложенного бетона. Но этих работ можно избежать, если вести бетонирование таким образом, чтобы процесс схватывания ранее уложенной смеси начинался не так быстро, для этого в бетонную смесь вводят с учетом графика строительных работ замедлители схватывания бетона. Также ввиду большого объёма бетонной смеси возникают риски по образованию усадочных трещин, так как гидратация, является экзотермическим процессом, таким образом, введение замедлителя схватывания позволяет замедлить процесс гидратации и снизить температуру бетона, что позволяет минимизировать или полностью избежать усадочных трещин на поверхности бетона.