Плотность бетона для тротуарной плитки: Состав бетона для тротуарной плитки: рецепт и пропорции

Состав бетона для тротуарной плитки: рецепт и пропорции

62422 0

В наше время стало популярно использовать тротуарную плитку. У нее есть множество преимуществ перед другими пешеходными уличными покрытиями, а её состав обеспечивает устойчивость к атмосферным воздействиям, многократным циклам «зима – лето». Тротуарной плиткой можно покрыть как целые площади, так и собственные дорожки. ГОСТ содержит требования к различным видам плитки, которые должны выполняться при производстве для обеспечения ее долговечности.

При изготовлении тротуарной плитки применяются только экологически чистые компоненты

Следует четко соблюдать рецепт приготовления бетона, требования к соотношениям компонентов — ради качества конечного продукта.

Состав раствора для плитки

Необходимые качества для плиточного состава:

• Прочность к истиранию, износостойкость.
• Мелкопористая структура.
• Малое водопоглощение.
• Морозостойкость .

Таблица пропорций компонентов бетона при использовании цемента марки М500 (цемент, песок, щебень)

Подробнее о компонентах:

• Цемент для тротуарной плитки. Для приготовления бетона нужен цемент; для тротуарной плитки используется портландцемент марки 500 и выше. Более низкие по качеству цементы не смогут обеспечить необходимое качество.
• Песок. Выполняет функции мелкого заполнителя. Применяется средняя группа песка, по модулю крупности около 2 (по ГОСТ 8736-93), использовать нужно сырье из речных карьеров. Песок должен быть просеянный, без лишних примесей и мусора.
• Щебень. В качестве крупного заполнителя применяется гранитная крошка, которая улучшает прочность плитки, её морозостойкость. Фракции размером от 5 до 10 мм, а игольчатых и пластинчатых дополнений менее четверти от объема зернистого щебня. Этот материал следует применять только в промытом состоянии. Подходит щебень из магматических горных пород, например, гранитный, ГОСТ 8267-82. Марка прочности при сжатии необходима от 1000 и выше, а морозостойкость выше 200.
• Добавки и пластификаторы ― придают пластичность сырой массе бетона, предотвращают расслоение и растрескивание как во время просушки, так и использования, добавляет смеси бетона водоотталкивающие свойства, изделие становится менее хрупким. При использовании пластификаторов следует их предварительно разбавлять его в теплой воде, которая будет добавлена в раствор бетона. При этом добавление происходит при постоянном помешивании воды и постепенном добавлении пластификатора. Пластификаторы добавляются в пропорции от 0,5 до 1% от массы цемента.

Пластификатор придает пластичность массе

Для достижения больших прочностных характеристик в состав бетона можно добавлять полипропиленовые, полиамидные и стеклянные волокна, устойчивые к щелочам, в массе около одного килограмма на кубометр раствора.

• Красящие вещества. Многочисленность цветовой палитры плитки выполняется за счет добавления в смесь бетона красителей и пигментов. Требования к красителям — высокая устойчивость к ультрафиолету и щелочам, так как тротуарной поверхности придется испытывать большие солнечные нагрузки, а цемент обладает щелочными свойствами. Пигменты, как и пластификаторы, размешиваются сначала в воде, а потом смесь добавляется в цемент. Добавлять нужно в пропорции от 3 до 15 процентов к объему цемента, в зависимости от желаемой насыщенности цвета. Не рекомендуется добавлять слишком мало или, наоборот, много красителя, так как малое количество дает плохой цвет, а большое понижает прочностные характеристики бетона и повышает требовательность раствора к воде. Пропорции указываются в инструкции к пигменту от производителя.
• Вода. Тут стоит строго соблюдать рецепт, так как избыточное количество воды приведет к увеличению срока просушки готовой плитки и снижению ее качества. Воду следует брать очищенную от грязи и примесей.

Соотношение компонентов

Рекомендуется при изготовлении тротуарной плитки четко следовать нормам ГОСТ и правилам изготовления, их несоблюдение приведет к ухудшению качества продукции. При необходимости можно добавлять в состав немного воды. Главное, чтобы готовый раствор был отлично перемешан.

Состав смесей для производства тротуарной плитки — таблица пропорций

Цемент для тротуарной плитки, песок и щебень для получения нормального по качеству бетона смешиваются в пропорции 1/2/2. Ниже приведен рецепт приготовления бетонной смеси из расчета на мешок цемента весом 50 кг. Общие пропорции, рецепт и состав можно найти в ГОСТах и СНиПах, а четкие технические требования прописаны в ГОСТ 17608-91.

1. Вода 15–20 литров (2 ведра), точное количество зависит от влажности применяемых сыпучих веществ.
2. Входящие в состав пластификаторы, согласно требованиям, разбавляем в небольшом количестве теплой воды и после выливаем в бетономешалку к остальной воде, перемешиваем.
3. Добавляем краситель для тротуарной плитки, размешиваем.
4. Три 12 литровых ведра чистого щебня засыпаем и ждем, когда все перемешается.
5. В полученную массу высыпаем входящий в состав цемент, разделенный на 3–4 порции, давая время на промешивание каждой порции.
6. Засыпаем еще одно ведро щебня и после промешивания засыпаем 4 ведра песка, так же, как и цемент, промешивая каждое ведро.
7. Добавляем последнее ведро щебенки, тщательно все перемешиваем.

Далее следует литье и выкладка сырой тротуарной плитки для предварительного высыхания. Спустя несколько часов или через пару дней, в зависимости от атмосферных условий сушки и соответствия пропорций и рецепта, можно снять формы, после чего продолжить просушку готового изделия в течение двух недель.

—>

Читайте также

Рецепт бетона для тротуарной плитки в домашних условиях

Главная > Бетон >

Дата: 16.10.2014

В последнее время в России все большую популярность набирает ландшафтный дизайн, ведь уютный дом с обустроенным, ухоженным участком – мечта любого хозяина. Создать комфортные дорожки и места для автомобильной стоянки поможет брусчатка. Она представляет собой покрытие из одинаковых по форме и размерам блоков. Состав бетона для тротуарной плитки определяет ее эксплуатационные характеристики. Важным фактором, влияющим на прочность, являются условия просушивания. Изготовление может стать прибыльным бизнесом – для него не требуются большие производственные мощности и существенные денежные вложения.

Как сделать тротуарную плитку своими руками

Специальных навыков и знаний не требуется, следует только точно соблюдать пропорции всех компонентов и обеспечивать равномерное перемешивание смеси с помощью бетоносмесителя.

1. Вибролитье.

Основой технологии выпуска плитки в домашних условиях является уплотнение цементно-песчаного раствора в пластмассовых формах под действием высокочастотной вибрации. Создаются колебания электродвигателем, на валу которого зафиксирован эксцентрик. Форма с залитым в нее бетонным раствором укладывается на вибрирующую поверхность и выдерживается на ней определенное количество времени. После утрамбовки ее снимают с вибростола и кладут в теплое место на 2 суток. Далее производится выемка готового изделия, осуществлять которую лучше в термованне с температурой воды около 70-80°C.

Извлекать покрытие раньше указанного срока не рекомендуется, поскольку существует большой риск скола краев и образования микротрещин, которые впоследствии скажутся на качестве. Пропорции бетона для производства тротуарной плитки вибролитьем – 1:2, то есть на одно ведро цемента марки М-500 должно приходиться 2 ведра наполнителя, в роли которого может выступать песок, шлак или гранитный отсев. В бетоносмеситель указанные компоненты засыпаются в сухом виде, после чего к ним добавляется 0,5 ведра воды. Отношение количества щебня к песку в смеси составляет 1:1.

Для придания определенного оттенка в раствор добавляются красящие пигменты, их количество не должно быть больше 3-5%. Повысить пластичность и однородность можно добавив в него полипропиленовой фибры – мягкого армирующего материала. Качество изготавливаемой тротуарной плитки зависит от состава бетона, поэтому для улучшения его эксплуатационных показателей в него кладут пластификатор, увеличивающий подвижность смеси.

Изделия, произведенные вибролитьевым способом, отличаются привлекательным внешним видом и гладкой поверхностью. Из-за высокого содержания воды морозостойкость продукции падает. Увеличивать ее можно путем включения в раствор различных модификаторов, что в результате негативно отразится на себестоимости плитки. Плитка часто имеет искривленную поверхность или разную толщину, что существенно усложняет укладку. К преимуществам использования вибролитьевого метода относится возможность получения большого ассортимента продукции без особых денежных затрат.

2. Вибропрессование.

Основывается на применении специальной прессформы (матрицы), расположенной на постоянно вибрирующей станине. Сверху на раствор в форме давит пуансон — составная деталь вибропресса, плотно входящая в него, как поршень в цилиндр. После поднятия прессформы на поддоне остается готовый блок. Способ отличается высокой производительностью и может быть полностью автоматизирован, что исключит влияние человеческого фактора на качество.

Рецептура бетона и пропорции ингредиентов для изготовления плитки методом вибропрессования – 1:3, то есть на одну часть цемента марки М-500 должно приходиться 3 части песка или другого наполнителя. Разбавлять смесь большим количеством воды не стоит – она значительно снизит прочность будущего покрытия. Добавляя пластификатор и фиброволокно можно значительно увеличить эксплуатационные характеристики. Количество красящего пигмента (гранитной или мраморной крошки), помещаемого в смесь, напрямую зависит от желаемой интенсивности оттенка лицевого слоя.

Состав раствора для тротуарной плитки без щебня – 1:3, то есть к одной части цемента добавляется 3 части песка. Для эффективной работы должен содержаться пластификатор. Долговечность увеличивается путем добавления диспергатора – минеральной добавки, защищающей от проникновения влаги.

Изделия, произведенные путем вибропрессования, шероховатые, что облегчает перемещение по покрытию после дождя или в гололед, имеют строгую геометрическую форму и отличаются параллельностью поверхностей. Бетон для изготовления тротуарной плитки в домашних условиях характеризуется малым соотношением вода-цемент, что уменьшает расход вяжущего вещества, одновременно обеспечивая высокий уровень морозостойкости и прочности продукции. В отличие от блоков, полученных вибролитьевым методом, вибропресованные изделия способны сохранять насыщенность цвета на протяжении всего срока эксплуатации, который в среднем составляет 25 лет. Поверхность элементов легко поддается шлифовке, полировке и бучардированию. Процент брака при изготовлении значительно ниже, чем при использовании литьевого способа.

Бетонная тротуарная плитка — Tile Tech Pavers

Они повсюду; на тротуарах, вокруг коммерческих учреждений и вдоль жилых дорожек. Бетонная тротуарная плитка продолжает привносить нотку элегантности и изюминки в обыденные пространства. Они бывают разных цветов, размеров и форм, чтобы воссоздать любое настроение, которого вы хотите достичь.

Среди часто используемых материалов для тротуарной плитки наиболее популярны бетон, природный камень и глина. Каждый из них имеет свой собственный набор свойств и приложений. Плиты из глины и природного камня обычно укладываются индивидуально и больше всего подходят для небольших площадей. С другой стороны, бетонные плиты укладываются как отдельные блоки, которые могут покрывать большие площади. Еще одним материалом, используемым в качестве бетонной тротуарной плитки, является акрил. Акриловые плиты также укладываются как отдельные блоки, но они более хрупкие, чем бетонные плиты. Его применение ограничено небольшими участками, где выдерживаются более легкие нагрузки.

Глина и природные камни обычно используются в качестве ступеней в садах, патио и бассейнах. Бетонная тротуарная плитка чаще используется в качестве постаментов и для мощения тротуаров. Tile Tech Pavers, ведущая компания по производству решений для мощения, предлагает тротуарную плитку HydraPressed с высокой плотностью и долговечностью. Его поверхность сравнима с натуральным камнем, а прочность на сжатие может выдерживать давление 8000 фунтов на квадратный дюйм. Просто чтобы дать вам представление, эта сила эквивалентна весу 580 фургонов-контейнеровозов весом 1 тонна каждый, действующих на пирог с пиццей размером 1 фут на 1 фут! Теперь прочный и крепкий.

Бетон Тротуарная плитка является предпочтительным материалом для ландшафтного дизайна домовладельцев, дизайнеров и архитекторов по нескольким причинам. Первая причина – присущая этим материалам универсальность. Формы и цвета разнообразны, что делает эти материалы адаптируемыми к различным предпочтениям и целям. Клиенты могут раскрыть свой творческий потенциал, выбирая стили и узоры для своего дизайна. Вторая причина – прочность тротуарной плитки. Наружные условия различаются, и эти плиты не так легко разрушаются, особенно в суровых погодных условиях. Последней причиной является простота монтажа этих плит. Требуется минимальная подготовка земли, что экономит много времени на другие виды деятельности.

Бетон   Тротуарная плитка — проверенный инструмент для повышения общей привлекательности любого места. Они создают ощущение порядка и придают структуру изношенным дорожкам и открытым пространствам. Некоторые из этих материалов можно настроить так, чтобы они воспроизводили текстуру и цвет натурального камня, например, бетонные плиты. В любом применении тротуарная плитка не перестанет вызывать ощущение изысканности и стиля.

Тротуарные плиты из бетона HydraPressed

Тротуарные плиты из бетона HydraPressed изготавливаются из бетонной смеси с использованием 700-тонного гидравлического пресса при интенсивном давлении, превышающем 2250 фунтов на квадратный дюйм. Этот процесс создает продукт высокой плотности и долговечности, а также поверхность, сравнимую с поверхностью натурального камня. Прочность на сжатие плит, если 8000 фунтов на квадратный дюйм. Поскольку плита HydraPressed изготавливается в стальной форме в строгих заводских условиях, продукт имеет правильную квадратную форму и четкие скошенные края, что придает ему аккуратный вид и облегчает установку.

HydraPressed Concrete Тротуарная плитка используется для пешеходного движения и укладывается на песок, раствор или пьедесталы для патио, террас, крыш или любых других типов пешеходных поверхностей.

Системы пьедесталов предназначены для использования на наклонных поверхностях. Эти системы обеспечивают точное выравнивание плит HydraPressed и равномерное расстояние между ними, чтобы обеспечить дренаж и циркуляцию воздуха, которые имеют решающее значение для здоровья любого настила, установленного поверх водонепроницаемой мембраны. Этот тип сегментной системы обеспечивает легкий доступ для ремонта или ежегодного технического обслуживания к основанию без повреждения бетонных тротуарных плит.

При установке на площади или на крыше следует соблюдать осторожность в отношении веса продукта, а также скорости ветра в местах использования.

Основания и основания для бетонных плит

Наличие хорошей опоры для вашей бетонной плиты на земле имеет решающее значение для успеха
Билл Палмер, обозреватель Concrete Network

Хорошо уплотненное земляное полотно защищает конструкцию от грязи и обеспечивает равномерную поддержку плиты. Lippincott & Jacobs

То, что находится под вашей бетонной плитой, имеет решающее значение для успешной работы. Это ничем не отличается от фундамента для здания. Плита на земле (или плита на грунте) по определению не должна быть самонесущей. «Система поддержки почвы» под ним предназначена для поддержки плиты.

ЧТО ТАКОЕ ОСНОВАНИЕ/ПЛОЩАДЬ?

Терминология, используемая для систем поддержки грунта, к сожалению, не совсем согласуется, поэтому давайте следовать определениям Американского института бетона, начиная снизу:

• Основание — это родной грунт (или улучшенный грунт), обычно уплотненный
• Основание — это слой гравия поверх основания

.

• Основание (или базовый слой) — это слой материала поверх основания и непосредственно под плитой

Найти подрядчиков по плитам и фундаментам рядом со мной

Уплотненное основание защищает рабочих от грязи. Энергоэффективная строительная сеть

Единственным абсолютно необходимым слоем является земляное полотно: у вас должен быть грунт, чтобы поверх него положить плиту на землю. Если природный грунт относительно чистый и уплотняемый, то можно положить плиту прямо поверх него без дополнительных слоев. Проблемы с этим заключаются в том, что почва может плохо дренироваться и может быть грязной во время строительства, если она намокнет, она может плохо уплотняться, и может быть трудно сделать ее плоской и правильной. Как правило, верхняя часть земляного полотна должна иметь уклон в пределах плюс-минус 1,5 дюйма от заданной отметки.

Подстилающее основание и базовый слой, или и то и другое, дают несколько преимуществ. Чем толще основание, тем большую нагрузку может выдержать плита, поэтому, если на плиту будут воздействовать большие нагрузки, например, грузовики или вилочные погрузчики, проектировщик, вероятно, укажет толщину основания. Основание также может выступать в качестве капиллярного разрыва, предотвращая попадание воды с уровня грунтовых вод в плиту. Материал подстилающего слоя обычно представляет собой недорогой гравий без большого количества мелких частиц.

Переработанный бетонный щебень является отличным источником материала для подстилающего слоя. Производитель бетона

Базовый слой поверх подстилающего основания облегчает достижение нужного уклона и выравнивание. Если вы используете что-то вроде колье из более тонкого материала на верхней части основания, оно будет поддерживать ваших людей и оборудование во время укладки бетона. Это также сохранит постоянную толщину плиты, что сэкономит деньги на бетоне — самой дорогой части системы. Плоский базовый слой также позволит плите легко скользить по мере ее усадки, уменьшая ограничение и риск образования трещин, поскольку бетон сжимается после укладки (усадка при высыхании).

Вся подложка и базовая система должны иметь толщину не менее 4 дюймов — толще, если инженер считает, что это необходимо для надлежащей поддержки. Материал базового слоя, согласно ACI 302, «Конструкция бетонных полов и плит», должен быть «уплотненным, легко поддающимся обрезке, гранулированным наполнителем, который будет оставаться стабильным и поддерживать строительное движение». ACI 302 рекомендует материал с содержанием мелких частиц от 10 до 30% (прохождение через сито № 100) без глины, ила или органических материалов. Промышленный заполнитель работает хорошо — дробленый переработанный бетонный заполнитель также может работать хорошо. Допуски на базовом слое составляют +0 дюймов и минус 1 дюйм для полов класса 1–3 (типичные полы с низкими допусками) или +0 дюймов и минус ¾ дюйма для полов с более высокими допусками.

ЧТО О ПОЧВЕ?

Песчаный базовый слой легко уплотняется, но может легко искажаться во время строительства. Свободная реформатская церковь Саутерн-Ривер

Вес плиты и всего, что на ней находится, в конце концов будет поддерживаться почвой. Когда раскапывают строительную площадку, обычно грунт перемещается — высокие места вырезаются, а низкие засыпаются. Затем все должно быть уплотнено, прежде чем вы уложите бетон, основание и основание.

Тип почвы определяет, что необходимо сделать перед укладкой плиты. Существует три основных типа почвы, и вот что вам следует знать о каждом:

• Органические почвы , которые вы могли бы назвать верхними слоями почвы, хороши в вашем саду, но ужасны под плитой. Органические почвы не могут быть уплотнены и должны быть удалены и заменены сжимаемым наполнителем.
• Гранулированные грунты представляют собой песок или гравий. Вы можете легко увидеть отдельные частицы, и вода довольно легко стекает с них. Так же, как на пляже, когда вы строите замок из песка, если вы возьмете влажную горсть гранулированного грунта и сделаете из него шар, как только он высохнет, он рассыплется. Зернистые грунты обладают наибольшей несущей способностью и легко уплотняются.
• Связные грунты — глины. Если вы возьмете влажную горсть, вы можете скатать ее в нитку, как с пластилином. Он кажется жирным и гладким между пальцами, а отдельные частицы слишком малы, чтобы их можно было увидеть. Связные грунты часто трудно уплотнить и они приобретают твердую консистенцию при высыхании, но они имеют более низкую несущую способность, чем зернистые грунты. Некоторые глины расширяются при намокании и сжимаются при высыхании, что делает их особенно трудными в качестве материалов для земляного полотна. Лучший способ решить эту проблему — сначала хорошо уплотнить, а затем не дать им промокнуть (обеспечив дренаж). Но по мере того, как земля под плитой со временем высыхает, она сжимается, и плита тонет. Это не большая проблема, если плита изолирована от фундаментов и колонн, а также от любых труб, проходящих через плиту, чтобы она могла немного осесть и равномерно оседать. Часто для расширяющихся глин лучшим подходом является структурная плита, которая вообще не опирается на почву, или плита после натяжения, которая плавает поверх почвы, но не опирается на нее в качестве структурной поддержки.

Последующее натяжение часто является лучшим решением для плиты на слабом грунте. J.C. Escamilla’s Concrete

Большинство природных грунтов, конечно же, представляют собой смесь и поэтому характеризуются преобладающим типом материала. Вес, который может выдержать грунт до того, как он разрушится, является его несущей способностью, обычно выражаемой в фунтах на квадратный фут. Однако конструкция основана на допустимом давлении грунта, что добавляет коэффициент безопасности к предельной несущей способности.

Давайте посмотрим, какой вес обычно должен выдерживать грунт земляного полотна. Плита толщиной 6 дюймов весит около 75 фунтов на квадратный фут. Согласно Международному жилищному кодексу, динамическая нагрузка (все, что не является частью самого здания) варьируется от 20 до 60 фунтов на квадратный фут — 50 фунтов на квадратный фут в гараже. Это дает нам 125 фунтов на квадратный фут для поддержки почвы. Чистая песчаная почва может иметь допустимое давление почвы до 2000 фунтов на квадратный фут. Даже бедная почва — ил или мягкая глина — может иметь допустимое давление почвы в 400 фунтов на квадратный фут.

Таким образом, мы видим, что допустимое давление грунта для плиты редко является проблемой. Тем не менее, существует потребность в равномерной поддержке, потому что, если одна часть плиты оседает больше, чем другая, тогда мы получаем изгиб плиты и, возможно, трещины и неравномерную осадку. Очень важно знать, какие области были вырезаны, а какие заполнены — убедитесь, что области насыпи хорошо утрамбованы. Фактически, любая почва, которая была нарушена во время раскопок, должна быть уплотнена.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА

Ключом к системе поддержки почвы является равномерная поддержка, а не сильная поддержка. Конечно, он должен поддерживать плиту, и на большинстве участков это не является большой проблемой, по крайней мере, посередине плиты, поскольку нагрузка распределяется по такой большой площади. Другое дело хорошая прочная опора по краям и в любых стыках — для предотвращения растрескивания и выкрашивания стыков нам нужно поддерживать плиту в тех местах, где она может вести себя как консоль и прогибаться в основание. Но с хорошей подложкой это тоже не большая проблема.

Что произойдет с бетонной плитой, если опора будет неравномерной?

Бетон очень прочен при сжатии и не так прочен при растяжении. В плите напряжение часто создается за счет изгиба. Когда кусок бетона изгибается, он испытывает сжатие с одной стороны и растяжение с другой стороны. Бетонная плита может изогнуться вогнутой вверх (как улыбка), если земляное полотно имеет мягкое место посередине, вызывающее растяжение нижней части. Он может загибаться (наподобие хмурости) по свободным краям или в местах стыков, напрягая верхнюю часть. Поэтому, если вся ваша бетонная плита не поддерживается снизу «системой поддержки грунта», она будет легче изгибаться и, вероятно, треснет.

Почему земляное полотно и подстилающее основание вообще позволяют бетону двигаться, разве оно не должно быть абсолютно жестким?

Дело в том, что любой слой грунта или гравия будет сжиматься, если нагрузка будет достаточно высокой, если только плита не уложена на твердую скалу. И в некотором смысле это хорошо, потому что плиты скручиваются, и если основание может немного прогибаться, оно может продолжать поддерживать плиту, даже когда она скручивается. Но если он не обеспечивает равномерную поддержку, если плита должна перекрывать слабые места, плита, вероятно, треснет. На плиту даже не нужно возлагать большую нагрузку — обычно достаточно ее собственного веса, поскольку плита на уклоне обычно не предназначена для того, чтобы выдерживать даже статичную нагрузку. И когда он треснет, эта трещина пройдет через всю плиту. Если опора под плитой достаточно плохая, вы можете получить дифференциальную осадку поперек трещины, которая оставляет очень неприятный удар и очень несчастного владельца.

Плотность грунта после уплотнения можно проверить с помощью оборудования для ядерных испытаний. Bechtel

КАК ОСНОВАНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВЛИЯЕТ НА КОНСТРУКЦИЮ ПЛИТЫ?

Мы прилагаем все усилия, чтобы получить надлежащую систему поддержки грунта, и в итоге мы получаем единое входное значение для конструкции плиты. Наиболее часто используемым значением является модуль реакции грунтового основания, k . Это значение не имеет прямого отношения к несущей способности, и k не сообщает проектировщику, имеется ли сжимаемый или расширяющийся грунт. Что он делает, так это указывает, насколько жестким является основание/грунт при небольших отклонениях (около 0,05 дюйма).

Теперь давайте посмотрим, зачем нам нужно знать, насколько гибким является земляное полотно. Для начала важно понять, что плита на земле спроектирована как «простой» бетон. Это означает, что мы не рассчитываем, что арматура выдержит какую-либо нагрузку. Но подожди, говоришь, в плите сталь — сетка да арматура. Да, но эта сталь предназначена только для контроля над трещинами — чтобы они плотно скреплялись. Обычно он не проходит через суставы — в суставах мы хотим передавать только силы сдвига, а не изгибающие моменты и, конечно же, не боковое ограничение. Это то, для чего, в первую очередь, существует стык, чтобы допустить боковую усадку плиты.

Если земляное полотно осядет под середину плиты или по краям, неподдерживаемая часть может привести к трещинам или разрушению плиты.

Итак, если мы не рассчитываем, что сталь выдержит какую-либо нагрузку, тогда бетон должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать изгиб. И поддержка, которую он получает снизу, определяет, насколько он будет изгибаться. Как мы уже говорили, бетон не так прочен при растяжении, а поскольку половина изгиба приходится на растяжение, он не так прочен при изгибе. Что делает его прочнее при изгибе, так это более толстая плита.

Плохо уплотненное грунтовое основание или большая нагрузка, чем рассчитана плита, может привести к растрескиванию стыков. Bill Palmer

Чем слабее грунтовое основание или чем тяжелее нагрузка, тем толще должна быть плита. Прочность бетона также играет роль, но большинство бетонных плит имеют давление от 3000 до 4000 фунтов на квадратный дюйм, так что это не главный фактор. Прочность бетона на растяжение обычно составляет от 10 до 15% прочности на сжатие, то есть всего около 400 или 500 фунтов на квадратный дюйм. Сравните это с пределом прочности арматуры класса 60, которая составляет 60 000 фунтов на квадратный дюйм.

Здесь следует помнить, что бетонная плита должна быть жесткой, но мы не ожидаем, что основание будет бесконечно жестким. Плита немного осядет, и это нормально с точки зрения конструкции — опять же, если осадка будет равномерной. Опасность, однако, заключается в краях плиты или в стыках, которые достаточно широки, чтобы позволить плите с обеих сторон оседать независимо друг от друга. На этих свободных краях вес, который может нести плита, зависит от жесткости основания и прочности плиты на изгиб, которая в основном зависит от толщины плиты.

Прочтите Предотвращение трещин в бетоне для получения дополнительной информации.

КАК МЫ МОЖЕМ УЛУЧШИТЬ ПОЛОЖЕНИЕ?

Большинство улучшений земляного полотна осуществляется путем уплотнения грунта. В экстремальных ситуациях, когда грунт особенно плох или нагрузка велика, можно использовать стабилизацию грунта. В этом процессе портландцемент, хлорид кальция или известь смешиваются с почвой, после чего она уплотняется. Грунт земляного полотна также можно выкопать и смешать с гравием, а затем уплотнить.

Для некоторых сложных грунтов основание может быть размещено поверх слоя георешетки.

Уплотнение почвы — это процесс выдавливания как можно большего количества воздуха и влаги, чтобы сжать твердые частицы почвы. Это делает почву более плотной, и, как правило, чем выше плотность почвы, тем выше ее несущая способность. Хорошо уплотненные почвы также не позволяют влаге проникать и выходить так же легко.

Таким образом, уплотнение выполняет следующие функции:

• Уменьшает степень сжатия (оседания) грунта, когда на нем лежит плита
• Увеличивает вес, который мы можем на него положить (несущая способность)
• Предотвращает повреждение от мороза (пучение), если грунт под плитой промерзает
• Уменьшает отек и сужение

Насколько грунт может быть уплотнен, инженер-геотехник (или почвовед) измеряет, помещая грунт в цилиндр и ударяя по нему — серьезно. Стандартные или модифицированные тесты Проктора (в каждом из которых используются разные веса для сжатия почвы) определяют взаимосвязь между плотностью почвы и влажностью и сообщают нам максимально разумную плотность почвы, которую можно достичь в полевых условиях.

С помощью теста Проктора мы пытаемся определить содержание влаги в почве, которое облегчит ее уплотнение и приведет к наибольшей плотности — помните, что плотность напрямую связана с уплотнением. Слишком мало влаги, и почва сухая и плохо сжимается; слишком много влаги, и вы не можете легко выжать воду. Для достижения наилучшего уплотнения оптимальное содержание влаги обычно находится в диапазоне от 10% до 20%. Поэтому, когда вы слышите, что по спецификации грунт должен быть на 95% от максимальной модифицированной плотности по Проктору, вы будете знать, что вам нужно, чтобы содержание влаги было примерно правильным, чтобы достичь такого уровня уплотнения.

Кривая плотность-влажность почвы определяет оптимальное содержание влаги и максимальную плотность, достижимую в поле.

Если вы не собираетесь проводить тесты Proctor, есть несколько простых полевых тестов для получения приблизительного представления о несущей способности и влажности:

• Для определения влажности используйте ручной тест. Сожмите в руке ком земли. Если оно рассыпчатое и не держит форму, оно слишком сухое; если он скатывается в шар, а при падении разбивается на несколько частей, то все в порядке; если он оставляет влагу на вашей руке и не ломается при падении, он слишком влажный.
• Глина, в которую можно протолкнуть большой палец на несколько дюймов с умеренным усилием, имеет прочность на смятие в диапазоне от 1000 до 2500 фунтов на квадратный фут
• Сыпучий песок, в который едва можно протолкнуть арматурный стержень №4 вручную, имеет несущую способность от 1000 до 3000 фунтов на квадратный фут
• Песок, в который можно забить арматурный стержень № 4 примерно на 1 фут с помощью 5-фунтового молота, имеет несущую способность более 2000 фунтов на квадратный фут

Кроме того, помните, что уплотнять нужно не только почву (грунтовое полотно). Любые подстилающие слои или базовые слои, которые, как правило, представляют собой гранулированные материалы, также должны быть хорошо уплотнены до необходимой толщины подъема.

Подробнее о производстве высококачественных плит на грунте.

Виброплита Видео
Время: 02:18
Правильная работа и использование виброплиты для подготовки бетонного основания перед укладкой бетона

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ

Существует два способа уплотнения грунта или основания— статическая сила или вибрационная сила. Статическая сила — это просто вес машины. Вибрационная сила использует какой-то механизм для вибрации почвы, который уменьшает трение между частицами почвы, позволяя им легче сжиматься.

Тип грунта (или материала земляного полотна) определяет тип оборудования, необходимого для уплотнения:

• Связные грунты необходимо сдвигать для уплотнения, поэтому вам нужна машина с высокой ударной силой. Лучше всего использовать трамбовку, а для больших объемов работ — кулачковый каток (похожий на овчинный каток). Подъемники для уплотнения связных грунтов должны быть не толще 6 дюймов.
• Гранулированные грунты нуждаются только в вибрации частиц, чтобы приблизить их друг к другу. Вибрационные плиты или ролики являются лучшим выбором. Подъемники для гравия могут иметь толщину до 12 дюймов; 10 дюймов для песка.

Для больших работ, таких как автомагистрали или большие плиты, для уплотнения используются большие вибрационные катки с ездовым приводом, либо с гладкими катками, либо с овчиными катками. Катки с мотоблоком, либо с мягкими катками, разминающими почву, либо с гладкими вибрационными катками, хороши для работ среднего размера. Для небольших работ наиболее распространенными типами уплотняющего оборудования являются виброплиты (односторонние или реверсивные) и трамбовки.

Статической силы иногда бывает достаточно для уплотнения сыпучих грунтов. Миннесота DOT
Катки с шипами используются для уплотнения связных грунтов.

Вот некоторые сведения о каждом из типов оборудования:

• Трамбовки , иногда называемые прыгающими домкратами, имеют вес от 130 до 185 фунтов. Эти инструменты отлично подходят для уплотнения грунта в траншеях для фундамента или для связных глин на небольших участках, поскольку они обеспечивают высокую силу удара (большая амплитуда, низкая частота). Они не подходят для уплотнения сыпучих материалов, таких как базовые слои.
• Виброплиты идеально подходят для уплотнения зернистых грунтов и оснований. Доступны веса от 100 до 250 фунтов с размером пластины от 1 до 1,5 футов на 2 фута. Вибрация имеет меньшую амплитуду, но более высокую частоту, чем у трамбовки, и сбалансирована, чтобы заставить машину двигаться вперед.
• Реверсивные виброплиты хорошо работают на зернистых грунтах или зернисто-связных смесях. С двумя эксцентриковыми грузами вибрация может быть реверсирована для перемещения машины вперед или назад или для остановки для сжатия одного мягкого места. За свои деньги это хорошие машины из-за их универсальности.

Трамбовки отлично подходят для уплотнения связных грунтов и в условиях ограниченного пространства.
Ваккер Нойсон
Виброплиты хорошо подходят для уплотнения сыпучих грунтов.
Ваккер Нойсон

Подробнее о требованиях к уплотнению бетоноукладчиков.

УКЛАДКА БЕТОНА

Итак, мы наконец-то уплотнили земляное полотно, а основание и базовый слой уложили и уплотнили. Но что произойдет, если в этот момент произойдет задержка перед укладкой бетона? Если подложка попадает под дождь или замерзает до укладки бетона, она может стать слишком мягкой.

Для большинства внутренних плит пароизоляция должна быть размещена поверх основания перед заливкой бетона.

Лучший способ узнать, правильно ли уплотнено основание и готово ли оно к укладке плиты, — это контрольная прокатка, при которой тяжело нагруженный грузовик (например, полностью загруженный бетоновоз) перемещается по основанию непосредственно перед укладкой бетона, чтобы увидеть если какие-либо области тонут больше, чем другие.