В малоэтажном, и тем более — в многоэтажном строительстве широко применяются цементные растворы разных консистенций, в которые, помимо цемента, песка и воды также могут входить фракционные наполнители (гравий, щебень, каменная/кирпичная крошка) и добавки-модификаторы. Состав смеси всегда определяется заранее — в зависимости от поставленных строительных задач. Для фасадной отделки или ленточного фундамента хватит и бюджетного состава с малым содержанием цемента, но для массивных зданий и сооружений нужны дорогие, высокопрочные растворы с высокой концентрацией связующего вещества и специальными химическими добавками.
Как правильно замешивать раствор?
Для приготовления цементного раствора нужна емкость подходящих размеров, стойкая к влаге и обладающая высокой прочностью. Для ручного замеса небольшого количества материала хватит ведра, бадьи или старой ванны, а для промышленного и полу-автоматического производства используют бетономешалки колесного и стационарного типа. Так или иначе, на практике применяют два варианта приготовления растворов:
- Сначала добавляют воду, а затем — сыпучие фракции. При этом смесь постоянно размешивается: ручным или машинным способом. Этот вариант в основном применяется в бетономешалках;
- Сначала добавляют сухие компоненты, а затем — постепенно смешивают их с водой. Воду добавляют небольшими порциями до тех пор, пока смесь не приобретет нужную консистенцию. Этот вариант лучше подходит для «ручного» замеса в небольших емкостях.
Как правило, перед смешиванием с водой сухие компоненты смеси (цемент, песок и добавки) тщательно перемешиваются до однородного состояния. Важно, чтобы во время замеса в растворе не образовывались комки. Для этого ее нужно постоянно перемешивать, добиваясь высокого уровня однородности. Если в состав входят крупнофракционные наполнители (гравий/щебень), важно, чтобы размер зерен не превышал максимально допустимый лимит.
Что необходимо для того чтобы вручную приготовить раствор?
Если не брать во внимание машинные/промышленные способы производства бетонных смесей, для ручного замеса цементного раствора вам понадобятся:
- Емкость подходящего объема, где будут смешаны компоненты смеси. Идеальный вариант — компактная/передвижная бетономешалка;
- Ведро и лопата — для набора и выгрузки сыпучих материалов;
- Миксерная дрель со специальной насадкой — если вместо бетономешалки используется обычная емкость.
Что касается самих материалов, то это в первую очередь — песок, который, в зависимости от марки раствора, может составлять до 75% его объема. Лучший вариант — мелкозернистый, хорошо просеянный карьерный песок без инородных включений. Не менее важный компонент — портландцемент, являющийся связующим веществом для любого цементного раствора. Именно он «склеивает» частицы между собой при добавлении третьего компонента — чистой пресной воды. Ее не рекомендуется брать из водоемов (из-за высокого содержания загрязнений), и набор лучше всего осуществлять из холодного (не технического) водопровода.
Песок, цемент и пресная вода — три основных компонента раствора. А к второстепенным/дополнительным относят фракционные наполнители и добавки-модификаторы. Последние добавляются в раствор в малых количествах, редко превышающих 1-2% от его объема.
Выбор марки раствора
Для каждой строительной задачи подбирают наиболее подходящую марку раствора — по цене/прочности. Чем выше прочность, тем выше цена, и наоборот. Например, у марки М150 прочность составляет 131 кгс/см2, а у марки М700 — 720 кгс/см2 (более чем в 5 раз выше). Не имеет смысла переплачивать за дорогой материал, если в процессе эксплуатации он не будет испытывать и половины допустимых нагрузок, поэтому в частном строительстве редко применяют марки выше М350. Интервала прочности в марках от М75 до М300 достаточно для удовлетворения 90-95% задач малоэтажного строительства. Это в первую очередь обустройство:
- Фундаментов для малоэтажных домов и хоз.построек — марки М200-М250;
- Стяжек в жилых помещениях — марки М150-М250;
- Дренажных систем — марки М200-М300;
- Сплошных межэтажных перекрытий — марки М200-М300;
- Сплошных стен — марки М250-М350;
- Столбов для ограждений — марки М150-М200.
Более высокопрочные марки тоже подходят для этих задач, но стоят гораздо дороже, а потому не пользуются спросом у частных застройщиков. Если вы не планируете строить многоэтажку, дамбу или эстакаду, марка выше М350-М400 вам вряд ли пригодится. И тем более вам не понадобятся такие «рекордсмены» по прочности и несущей способности, как М700 и М800.
Какие пропорции нужно соблюдать?
На основные характеристики цементного раствора влияют не столько параметры входящих в его состав компонентов, сколько их соотношение между собой. Так, минимальная грузоподъемность будет у состава с большим содержанием песка, а максимальная — цемента. Так как последний стоит гораздо дороже, его добавляют в раствор ровно столько, сколько нужно — чтобы не переплачивать лишние деньги.
Примеры пропорций для приготовления разных марок растворов выглядят так:
- Бетон М350. Для его замеса нужно использовать 1 долю цемента, 2 доли песка и 4 доли гравия. После этого состав смешивают с водой — в количестве не более 50% от массы портландцемента;
- Пластичный цементно-песчаный раствор для стяжек. Для него достаточно 1 доли цемента М300 или М400, 3-4 долей песка, и извести в количестве 20% от общей массы;
- Стандартный раствор для стяжек. 1 доля портландцемента М350 смешивается с 3 долями песка и водой. Чтобы снизить теплопроводность материала, в него также добавляют мелкофракционный керамзит;
- Смесь для внутренней и фасадной отделки. Для нее достаточно смешать 1 долю цемента и 3 доли мелкого песка, после чего постепенно добавлять воду, тщательно перемешивая смесь.
Для каждой строительной задачи пропорции (и компоненты) смеси могут существенно отличаться, и всегда подбираются индивидуально. Неспециалисты в этой области часто предпочитают не готовить раствор самостоятельно, а покупать готовую цементную смесь.
Как правильно выбрать песок?
В низкопрочных растворах (до М300-М350) основным компонентом по массе и по объему является песок, и к его выбору стоит подходить предельно внимательно. Это должен быть чистый сыпучий материал без инородных включений, комков и загрязнений. В идеале — просеянный через сита и имеющий однородный фракционный состав. Общие рекомендации по выбору выглядят так:
- Лучшим вариантом для растворов считается речной или карьерный песок со средними или крупными зернами;
- Перед замесом рекомендуется еще раз просеять песок — чтобы исключить риски попадания в раствор комков и крупных фракций;
- Если есть возможность, лучше использовать промытый песок — без илистых включений и мелкодисперсной пыли.
Исключив из песка пыль и загрязнения, можно добиться максимальной прочности бетона. И напротив — если использовать грязный, не просеянный песок (например — после длительного хранения под открытым небом), качество смеси будет оставлять желать лучшего, вплоть до полной непригодности.
Как и сколько добавлять воды?
Количество воды в растворе может находиться в широком интервале — от 50% до 100% от массы использованного портландцемента. Ее объем и скорость добавления (сразу, или небольшими порциями) напрямую влияют на:
- пластичность цементной смеси;
- прочность бетона (после застывания);
- скорость его застывания/затвердевания.
В приготовляемый состав можно добавлять только чистую пресную воду — без химических и биологических загрязнений. Она не должна быть слишком холодной или горячей, и идеальный вариант — вода «комнатной» температуры, которая была набрана из питьевого водопровода.
Применение дополнительных добавок
Вода, песок и портландцемент — три незаменимых компонента любого цементного раствора. Но для улучшения его отдельно взятых характеристик можно использовать и другие добавки, например:
- Гравий/щебень — для повышения прочности и несущей способности материала;
- Жидкое мыло — для улучшения пластичности материала (до его застывания);
- Микро-армирующие элементы — для предотвращения трещинообразования;
- Пластификаторы — для повышения морозостойкости;
- Мелкозернистый керамзит — для улучшения теплоизоляции;
- Специальные добавки, уменьшающие время застывания/схватывания раствора, и т. д.
Сделать состав более пластичным имеет смысл, если его планируется заливать на сложную/неровную поверхность. С пластификаторами в своем составе он лучше заполнит собой весь рабочий объем — без образования пор и пустот. А чтобы минимизировать негативные эффекты от усадки, стоит добавить в смесь микро-армирующие элементы. Это может быть:
- базальтовое фиброволокно;
- стекловолокно;
- полипропиленовое волокно;
- металлическое волокно.
С добавлением одного из этих материалов раствор не будет трескаться в процессе высыхания. Кроме того, уменьшится усадка — уменьшение объема из-за испарения воды. Самым распространенным сегодня является полипропиленовое фиброволокно, которое можно купить в любом объеме и по доступной цене.
Принцип действия всех фиброволокон одинаков. Они равномерно распределяются по раствору, располагаются в хаотичном порядке, и при его застывании формируют объемную «решетку», скрепляющую фракции/зерна между собой.
Цементный раствор на этапе застывания
Когда смесь приготовлена и смешана с водой в нужной пропорции, ее можно использовать по прямому назначению, но в течение очень ограниченного времени — пока материал не начал застывать/затвердевать. Например, если речь идет о бетонной стяжке, твердеющий раствор будет нуждаться:
- В периодическом увлажнении. Поверхность нужно время от времени обрызгивать водой, чтобы нижние и верхние слои стяжки высыхали с одинаковой интенсивностью, и без образования трещин;
- В температурной стабильности. Нужно исключить нагрев стяжки, в том числе — попадание на нее прямых солнечных лучей в теплую погоду;
- В отсутствии ветра/сквозняков. Нужно обязательно исключить движение воздуха над стяжкой. Если об этом не позаботиться, бетон растрескается в процессе застывания.
Эти шаги обязательны при использовании цементных растворов любых консистенций. Если пренебречь данными рекомендациями, бетон почти гарантированно:
- Растрескается;
- Потеряет прочность (станет хрупким);
- Не сможет выдерживать нагрузки, соответствующие его марке.
Так, бетон М150, твердеющий с нарушением выше описанных правил, вполне может превратиться в М100 и даже в М75 по своим физическим характеристикам, и не сможет выдержать массу вышестоящих конструкций. Чтобы не создавать аварийных ситуаций и не нести убытки от зря израсходованных материалов, обязательно соблюдайте правила в процессе затвердевания/застывания цементных растворов!
Какие еще нюансы учесть при создании стяжек?
Бетонные стяжки — один из самых распространенных вариантов применения песчано-цементных растворов. Сегодня вместо марок М50 и М75 для них используют М100 и М150 — в связи с обновленными требованиями/стандартами строительства. Более высокие марки не только выдерживают повышенные нагрузки, но и более безопасны с точки зрения запыленности (экологичности) помещений.
Если толщина стяжки не превышает 50 мм, в состав раствора не добавляют гравий, щебень и другие виды крупнофракционных наполнителей. Но если толщина превышает 50 мм, их использование — предпочтительно (хотя и необязательно). Чтобы по итогу работы получить бетонную стяжку нужной марки (по прочности и грузоподъемности), нужно придерживаться следующих пропорций:
- 1 доля цемента М500 на 4 доли песка, или 1 доля цемента М400 на 3 доли песка — для получения марки М150;
- 1 доля цемента М500 на 3 доли песка, или 1 доля цемента М400 на 2,5 доли песка — для получения марки М200;
- 1 доля М500 на 2,1 доли песка, или 1 доля М400 на 1,8 доли песка — для получения марки М300.
Последний вариант подойдет не только для жилых помещений, но и для открытых площадок: промышленных, складских и т.д. Соответствие той или иной марке бетона (в данном случае — от М150 до М300) будет достигнуто только в том случае, если правильно соблюсти пропорции и использовать кондиционные материалы, соответствующие заявленным характеристикам.
Подводя итог, можно сказать, что для приготовления цементного раствора не обязательно обладать большим опытом и специальным/дорогостоящим оборудованием. Замес может проводиться в домашних/кустарных условиях, с применением обычных инструментов и приспособлений, и сыпучих материалов (песка, цемента и добавок), которые продаются в любом строительном магазине. Главное — четко придерживаться существующих технологий и рецептур, и покупать компоненты для смеси у проверенных поставщиков с гарантией качества.
