Применение грунтобетона – область использования

Грунтобетон был одним из первых известных человеку строительных материалов. Он используется не одно тысячелетие. По некоторым данным, около 70% зданий на земле сделаны из подобных грунтобетонных смесей.

Уже само название материала говорит о его составе. Основные компоненты смеси – грунт (чаще суглинок или супесь), вяжущее (цемент, известь, жидкое стекло) и добавки (соли металлов, шлак, зола). Иногда растворы делают с наполнителями.

• Применение грунтобетона
• Что такое грунтобетон
• Где применяется грунтобетон
• Применение грунтобетона в строительстве
• Применение грунтобетона в дорожном строительстве
• Применение грунтобетона для благоустройства территории
• Применение грунтобетона в инженерии
• Применение грунтобетона в мебельной промышленности
• Достоинства и недостатки грунтобетона

В этой статье вы узнаете, что представляет собой современный грунтобетон, как он используется. На примере конкретных работ мы покажем, где и как его можно применять. В конце статьи мы разместили плюсы и минусы этого материала.

Что такое грунтобетон

Грунтобетон (иногда его также называют цементогрунтом) на 70-95% состоит из грунта. Чаще всего это глина, суглинок, супесь, песок, гораздо реже дресва или гравий. Лучше всего для изготовления материала подходят слабощелочные или нейтральные грунты, богатые кальцием. В них не должно быть примесей гумуса и другой разложившейся органики.

Оптимальный зерновой состав грунта:

• Частицы от 0,25 мм до 2 мм – 25-35%
• Частицы от 0,05 мм до 0,25 мм – 20-30%
• Частицы от 0,05 мм до 0,005 мм – 20-40%

Остальную часть материала составляет вяжущее вещество. Это могут быть цемент, известь, гипс или соединения щелочных металлов.

Каждое вяжущее по-своему реагирует с грунтом:

• Цемент вступает в реакцию с кремнием и водой, образуя полиминеральные твердые связки – продукты гидратации солей алюминия, кальция, силикатов
• Известь реагирует с углекислым газом, вследствие чего образуется карбонат кальция. Он в свою очередь гидратируется, вступает в реакцию с оксидом кремния с образованием твердых нерастворимых гидросиликатов кальция
• Гипс гидратируется с образованием твердого кристаллического вещества, которое связывает частицы грунта
• Соединения щелочных металлов (едкий натр, силикатные и не силикатные соли слабых кислот) вносят в грунт вместе с цементом. Когда эти соединения растворяются в воде, создается щелочная среда. В результате глинистые вещества связываются в прочные и нерастворимые цеолиты. В отличие от других вяжущих, щелочные металлы способны связывать мелкие глинистые и пылевидные частицы. Грунтобетон на их основе получается более прочным и морозостойким

Нередко при изготовлении грунтобетона используются разные комбинации вяжущих – известняка и цемента, гипса и цемента, известняка и гипса. Для повышения прочности и снижения стоимости смеси в нее добавляют шлак, золу уноса, нефтяной шлам, содержащие известь отходы производства. Иногда в качестве добавок используют кремнезем, лигносульфат.

Грунтобетон можно делать с наполнителями. Чаще всего за основу берут глину средней жирности или суглинок, содержащий 70-75% песка и 25-30% глины.

В качестве наполнителя используют:

• Солому
• Костру
• Керамзит
• Пеностекло
• Вермикулит
• Вулканический туф или пемзу
• Пробку
• Битый кирпич

Глина, смешанная с соломой, называется саманом. Это один из самых древних строительных материалов – его использовали еще в Древнем Египте. Сейчас его, конечно, уже почти не используют. Хотя иногда можно встретить саманные блоки и дома из них в некоторых странах Азии.

Грунтобетон с наполнителем относится к легким. У него более низкая прочность и плотность. Материал применяется для теплоизоляции, возведения стен.

Характеристики грунтобетона в нашей стране практически не регулируются документами. Лишь в СП 291.1325800.2017 прописаны нормативы для армированного грунтоцемента, применяемого в основаниях дорог, зданий, инженерных конструкций.

Свойства грунтобетона во многом зависят от количества и качества вяжущего. По прочности и морозостойкости первое место занимает материал на основе силикатных вяжущих (жидкого стекла). Ему незначительно уступает грунтоцемент. Самые худшие показатели у известкового и гипсового грунтобетона, но стоимость их производства наименьшая.

Средние показатели прочности и морозостойкости для разных грунтобетонов вы найдете в таблице.

Средние показатели прочности и морозостойкости для разных грунтобетонов

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

При увеличении количества цемента или другого вяжущего с 5% до 30% прочность увеличивается на 70-90%. Если материал находится во влажной среде первые 3 месяца, она возрастает еще в 1,5-2,5 раза. Увеличить плотность и морозостойкость можно тщательным уплотнением с помощью пресса.

Изготавливают грунтобетон разными способами. Часто грунт прямо в месте залегания измельчают и смешивают с вяжущим веществом. Потом эту массу увлажняют и трамбуют. Таким образом получают основания под различными сооружениями и домами. Также из грунтобетона делают растворы, готовые блоки и плиты, необожженный кирпич. Чтобы увеличить прочность, изделия обрабатывают горячим паром с температурой 100-300°C.

Как используют грунтобетоны, вы узнаете в следующей главе.

Где применяется грунтобетон

Основное преимущество грунтобетона – низкая цена. Ведь от 70% до 90% его состава – это грунт, который практически ничего не стоит. Поэтому материал чаще всего используют с целью экономии средств.

Достаточно низкая прочность на сжатие и растяжение, малая устойчивость к воде и низким температурам сужает сферу применения грунтобетона. Наиболее часто из него делают основания разного типа, смешивая местный грунт с вяжущими веществами. Но и в частном малоэтажном строительстве материал бывает востребованным.

Итак, грунтобетон используют в таких сферах:

• Строительстве
• Дорожном строительстве
• Благоустройстве территории
• Инженерии
• Изготовлении мебели

Детальнее о перечисленных способах применения грунтобетона читайте в продолжении статьи.

Применение грунтобетона в строительстве

Грунтобетон в строительстве применяется с незапамятных времен. Сейчас это не самый популярный материал – его используют разве что частники. В промышленном строительстве его применяют только для укрепления грунтов под фундаментами или создания подушки.

Перспективным грунтобетон может оказаться для нового направления в строительстве – 3D-печати готовых элементов домов. Благодаря пластическим свойствам глин и суглинков из них можно создавать детали и конструкции сложной геометрии, с большими углами отклонения от прямой линии. Пока такие техники находятся на этапе испытаний, но со временем могут прочно войти в строительную практику.

Для 3D-печати из грунтобетона используют DIW-технологию, испытанную при производстве керамических изделий. Цемент с грунтом перемешивают малыми порциями непосредственно перед экструзией (выходом из головки принтера). Это позволяет долго сохранить пластичность глины, которая быстро снижается при добавлении вяжущего компонента.

Из грунтобетона можно сделать:

• Фундамент под небольшим частным домом (ленточный, монолитный и свайный)
• Фундамент под гаражом
• Фундамент под теплицей
• Фундамент под сараем
• Блоки для возведения стен
• Монолитные стены
• Отмостку
• Крыльцо
• Столбики забора
• Фундамент под забором
• Пол в гараже
• Пол в подвале
• Основание пола по грунту
• Основание теплого пола
• Стяжку пола
• Основание под фундаментом

Фундаменты и стены домов можно делать только в том случае, если их высота не больше двух этажей.

Приведем несколько примеров:

• Допустим, у вас на участке суглинистый грунт. Вы собираетесь строить небольшой одноэтажный дачный домик. Водоносный горизонт расположен на глубине 2,5 м и поднимается весной не больше, чем на 0,5-0,7 м. Строители предложили сделать из грунта фундамент, чтобы сэкономить на материалах. На такой вариант стоит согласиться, если стены вы будете возводить из легкого материала – дерева, газобетона, пеноблоков или пустотелых кирпичей.
• Вы мечтаете жить в экологичном доме? Дерево в вашем регионе дефицитное, зато есть очень много глины? Из нее вполне можно изготовить грунтобетон с органическим наполнителем (соломой, кострой). Он хорошо подойдет для сооружения монолитных стен (толщина для внешних – 40 см, внутренних – 25-30 см). Материал послойно заливается в подготовленную опалубку и трамбуется. Каждые 1-1,5 м размещается арматурная сетка, а на границе с перекрытиями, оконными и дверными проемами – арматурные стержни. Оштукатуривают стены приблизительно через год, когда закончится усадка. Фундамент дома можно сделать из грунтобетона с цементом.
• Завод решил наладить выпуск недорогих и экологически чистых строительных блоков. Для производства выбрали местный лессовидный суглинок. К нему добавляли 15% цемента и 8% извести. В качестве заполнителей использовали солому и костру льна, керамзит, древесную стружку и щепу. Уплотняли изделия под прессом. Для ускорения твердения использовали обработку паром. Блоки делали пустотелыми и полнотелыми, прямоугольной формы. Продукция пользовалась популярностью, а изделия покупали в основном люди, которые хотели построить недорогие дачные дома, сараи, гаражи.
• Вам нужно сделать простой, недорогой, но прочный пол в гараже? Один из вариантов – сделать его из грунтобетона. Для этого можно использовать землю, которая осталась у вас после закладки фундамента гаража. В ней не должно быть примесей органики (допускается не более 6% гумусовых веществ). Землю смешивают с цементом в соотношении 5:1 и добавляют к ней 3 части воды. Чтобы проверить, достаточно ли жидкости, раствор сжимают рукой. Он должен формироваться в комок, не распадаться, но и не пачкать ладонь. После этого делают стяжку и трамбуют ее вибромашиной либо вручную. Затем пол накрывают пленкой или рубероидом на 2-3 дня. Еще 2-3 недели пол нужно увлажнять. Эксплуатировать пол можно спустя 28 дней.
• Строительная компания возводит дом на 16 этажей. Перед закладкой фундамента оказалось, что грунт слишком слабый. Чтобы он выдержал вес здания, его нужно укрепить. Сделать это решили грунтобетоном. Его сделали из смеси песка и местного глинистого грунта. В качестве вяжущего использовали жидкое стекло с добавлением хлористого кальция. После проведенных работ и контрольных исследований основание признали достаточно прочным для заливки фундамента и строительства дома по первоначальному проекту.

В следующей части мы расскажем, как грунтобетон используют в дорожном строительстве.

Применение грунтобетона в дорожном строительстве

Грунтобетон можно использовать практически для всех частей дорожной одежды. Материал берут непосредственно из котлована. Иногда грунт даже не извлекают, а просто рыхлят и смешивают с вяжущим веществом (цементом, известью, жидким стеклом).

Для получения качественной дороги из грунтобетона проводят тщательные исследования грунта – определяют его плотность, прочность, дисперсность, влажность, пластичность и другие показатели. После этого рассчитывают количество вяжущего и его вид в зависимости от предполагаемых нагрузок. С использованием грунтобетона можно строить любые дороги (скоростные трассы и автобаны, городские улицы, сельские дороги).

Грунтобетон подойдет для таких дорожных работ:

• Укрепления насыпей
• Создания оснований дорог
• Однослойных покрытий
• Нижних и верхних слоев двухслойных покрытий
• Обустройства обочин
• Ремонта дорог

Давайте на конкретных примерах рассмотрим способы применения грунтобетона в дорожном строительстве:

• Допустим, дорогу строят в местности, где выпадает много осадков. Насыпь постоянно увлажняется, поэтому возникла потребность укрепить ее откосы. Для этого решили использовать грунтобетон из местного суглинка, содержащего 30% глины и 70% песка. Грунт смешали с гравием в соотношении 1:1 и добавили к нему еще 5% цемента. Смесь увлажнили до получения пластичной массы и утрамбовали катком. В итоге даже после проливных дождей и таяния снега целостность насыпи не нарушилась.
• Между двумя населенными пунктами строится скоростная трасса. Нужно сделать надежное основание под ней, но постараться сэкономить. Поэтому было принято решение использовать для основания грунтобетон. Для его изготовления использовали измельченную вскрышу из местного карьера, содержащую 6% глины, 94% песка средней и крупной фракции (1-5 мм). К ней добавили содержащие известь отходы сахарного завода и цемент. Соотношение всех компонентов: 82% вскрыши, 5% отходов, 8% цемента. Смесь увлажнили до пластичного состояния и уплотнили тяжелым катком. Благодаря использованию отходов удалось сэкономить. При этом основание получилось очень прочным, соответствующим всем нормативным требованиям.
• Как делают покрытие из грунтобетона? Сначала укрепляют насыпь и основание. Затем сверху насыпают слой местного или привозного грунта заданной толщины (зависит от нагрузок, которые будут оказываться на дорожное полотно). Дальше в работу вступает специальная установка для рыхления. Она равномерно распределяет по поверхности грунта цемент, увлажняет его и перемешивает. На следующем этапе поверхность выравнивается грейдером. Уплотнение проводят сначала виброкатком, а затем пневматическим катком. Покрытие обрабатывается битумом. Поверх него можно засыпать мелкий щебень или постелить асфальт.
• Возле шоссе нужно сделать прочную обочину, по которой смогут ходить люди и ездить велосипеды? Для ее обустройства решили использовать грунтобетон. Верхний плодородный слой почвы сняли, остальную часть разрыхлили трактором, смешали с гашеной известью и золой уноса с местной электростанции. Затем обочину уплотнили пневматическим катком, а сверху покрыли тонким слоем битума. В итоге обочина получилась достаточно прочной и не требовала даже мелкого ремонта в течение 8 лет. Затраты на обустройство при этом были минимальными.

Дальше вы узнаете, как можно использовать грунтобетон при благоустройстве территории.

Применение грунтобетона для благоустройства территории

Грунтобетон – полезный и недорогой материал. Для его изготовления часто используют материалы, оставшиеся после строительства (грунт из котлованов, остатки цемента или извести). Сделать раствор нетрудно даже без бетономешалки. Единственное условие – смесь необходимо хорошо утрамбовать.

В благоустройстве грунтобетон может быть использован для:

• Оснований под тротуаром с любым покрытием
• Обустройства пешеходных зон
• Садовых дорожек
• Велосипедных дорожек
• Беговых дорожек
• Оснований под спортивными и детскими площадками
• Стоянок и парковок
• Подъездов к домам

Давайте рассмотрим несколько примеров:

• После завершения стройки у вас остался глинистый грунт во дворе? Его можно использовать для садовой дорожки. Но сама глина будет размокать под дождем и пачкаться. Поэтому лучше на ее основе сделать грунтобетон. Для этого материал (5 частей глины) смешивают с цементом (1 часть). Добавляют приблизительно 5% гашеной извести. Все тщательно перемешивают вручную или в бетономешалке. Затем массу засыпают на подготовленное основание дорожки (его выстилают геотекстилем или засыпают песком) и трамбуют. Дорожка готова.
• В городе строят детскую площадку с горками, качелями, каруселями и полосой препятствий. Покрытие планируется сделать из специальной мягкой резины, которая предотвратит травмы. Производитель рекомендует под ним обустроить прочное твердое основание. Обычный бетон слишком дорогой, и его стоимость может выходить за рамки бюджета. Тогда строители решили укрепить супесчаный грунт, который находился на месте площадки. Для этого землю разрыхлили и равномерно распределили по ней известково-цементный раствор (приблизительно 10% от общего объема грунта). Затем все тщательно перемешали граблями, выровняли и утрамбовали пневматическим катком. Сверху легко смогли постелить резиновое покрытие.
• Представьте, что вы хотите сделать парковку для своей машины возле дачного дома. Стройка была завершена давно, и подручных материалов (песка, цемента, извести и даже котлованного грунта) у вас нет. Больших денег на обустройство стоянки вам тратить тоже не хочется. Есть выход – сделать парковку из грунтобетона. Купите в строительном магазине несколько кг известково-цементной смеси. С выделенного под стоянку места удалить слой плодородной земли. Остальное перекопайте на глубину до 10 см, разрыхлите обычными граблями. Равномерно рассыпьте смесь по поверхности, еще раз перекопайте на ту же глубину и вновь разрыхлите граблями. Затем полейте массу водой из лейки и уплотните с помощью ручной трамбовки. Накройте площадку рубероидом на 1-2 дня. Затем в течение 1-2 недель увлажняйте поверхность будущей стоянки. Где-то через месяц вы сможете смело ставить на площадку свою машину и будь уверенными в том, что она не осядет.
• Допустим, подъезд к многоквартирному дому решили выложить тротуарной плиткой. У строителей возникло сомнение, выдержит ли обычный песок, на который часто кладут плитку, вес автомобилей, не начнет ли плитка вскоре проваливаться? Поэтому вместо песка для основания и кладки решили использовать грунтобетон. Для его изготовления взяли супесь, смешали ее с цементом в соотношении 9:1 и добавили еще 0,5 части гашеной извести. Половину объема смеси сразу увлажнили, утрамбовали и положили на дно подготовленной траншеи. Другую часть засыпали в сухом виде, сверху выложили плитку. Остатками грунтобетона заполнили швы и еще раз все утрамбовали. Когда кладка была закончена, все полили водой. В итоге проезд получился прочным, даже через 5 лет плитка не просела.

В продолжении текста вы найдете информацию о том, как грунтобетон может быть использован в инженерии.

Применение грунтобетона в инженерии

Главная функция грунтобетона – укрепление оснований и стен сооружений. Очень часто для повышения прочности (прежде всего на растяжение) смесь укрепляют стальной арматурой. Качество материала и самих конструкций регулируется СП 291.1325800.2017.

Грунтобетон используется для:

• Оснований под инженерными конструкциями
• Укрепления грунтов и фундаментов
• Ограждения котлованов
• Отсечных геотехнических экранов
• Противофильтрационных завес
• Противооползневых конструкций на склонах гор
• Укрепления стен подземных выработок и шахт
• Заполнения пустых пространств при ликвидации подземных выработок

Вот несколько примеров того, как грунтобетон может использоваться в инженерных конструкциях:

• После возведения высотного дома его фундамент начал давать усадку, возник риск появления трещин на стенах. Исследование грунта показало, что неожиданно поднялся уровень грунтовых вод и начал размывать основание. Было принято решение укрепить фундамент и отсечь его от водоносного горизонта. С помощью специального насоса в нескольких местах под основание ввели силикатный раствор. В массиве образовался грунтобетон. Основание стало более прочным, подземные воды изолировались и уже не подмывали фундамент.
• В жилом квартале строят новый высотный дом. Под его фундамент роют большой котлован. Необходимо укрепить его стенки. Сделать это с помощью обычных свай, которые вбиваются в грунт, невозможно – это может повредить соседние здания. Поэтому для укрепления котлована использовали сваи из грунтобетона. В массив насосами ввели цементный раствор. Он перемешался с грунтом и после затвердевания превратился в прочный камнеподобный материал.
• На крупной ферме делают резервуар для стоков. Очень важно, чтобы они не попали в грунтовые воды и соседнюю реку. Для этого необходимо соорудить противофильтрационный завес. Надежный и экономный вариант – создать завес из грунтобетона. Для этого нужно приготовить цементно-известняковый раствор и залить его в грунт вокруг резервуара. Делают это в заранее намеченных точках с помощью насосов. Образовавшиеся столбы или сваи из грунтобетона должны перекрывать друг друга, создавая сплошную стену. В таком случае жидкость из резервуара не сможет попасть в толщу грунта.
• В горной местности часто случались оползни. Это уже частично разрушило дорогу и начало угрожать поселкам у подножья гор. Поэтому решено было сделать противооползневые сооружения. Для их создания использовали местный дресвяно-песчаный грунт. Его измельчили и смешали с известково-цементом раствором. Из получившегося грунтобетона сделали ограждения от подножья почти до самой вершины. Дополнительно смесь залили в расколы, которые были выявлены на склонах. В итоге количество оползней уменьшилось, грунт задерживался возле ограждений и уже не попадал на дорогу. Риск разрушения близлежащих деревень значительно уменьшился.

Дальше вы узнаете, как из грунтобетона можно сделать мебель.

Применение грунтобетона в мебельной промышленности

Грунтобетон не используется для промышленного производства мебели. Но из этого доступного материала можно сделать разные предметы домашнего интерьера самостоятельно. Лучше всего такую мебель установить на улице или в саду. Она хорошо подойдет для винтажного сельского интерьера.

Для изготовления мебели можно взять супесь, суглинок или глину на собственном участке. Удалите камни, куски травы, дерева. Остаток измельчите, по возможности просейте сквозь сита с диаметром 5 мм. Добавьте туда цемент или известь в количестве 10-30% от общей массы. Затем все смешайте.

После смешивания грунта и вяжущего постепенно добавляют воду в смесь. Она должна хорошо лепиться, но не загрязнять руки. Когда все готово, заполните раствором готовую форму. Первые 3-7 дней изделие нужно постоянно увлажнять. На 1-2 сутки их можно поместить в полиэтиленовые пакеты, чтобы предотвратить чрезмерное испарение воды. Ускоряют также процесс твердения путем обработки изделия горячим паром. Прочность бетон набирает в течение 4 недель.

Из грунтобетона можно изготовить такую мебель:

• Стол или столешницу
• Стулья
• Скамейки
• Тумбы
• Подставки
• Полки
• Украшения для дома и сада

Приведем несколько примеров:

• Допустим, у вас идет стройка. Вашим рабочим нужно периодически отдыхать и сидеть, чтобы перекусить. Место для отдыха нужно оборудовать быстро, но старой мебели у вас нет. Можно соорудить скамейку или стулья из грунтобетона. Для этого можно использовать цемент и суглинок из котлована. Смесь залейте в ящики или высокие картонные коробки. Спустя 3-4 дня вытащите их – у вас получатся небольшие тумбы для сиденья. Спустя неделю бетон наберет 2/3 своей прочности, и на стульях можно будет сидеть.
• Вы хотите оформить свой дачный домик под сельскую избу? Почему бы для изготовления части мебели не использовать глинобетон? Из него можно сделать полочки, стол, скамью и даже буфет. Для усиления эффекта поверхность оставьте неровной, бугристой. Замесить раствор лучше на извести. Боковые стенки также можно покрасить известковым раствором.
• Вы хотите сделать на своем крыльце каскад из горшков с цветами? Для этого нужна этажерка. Горшки у вас керамические, из простой обожженной глины без цветной эмали. Под ними хорошо будут смотреться полки из грунтобетона, сделанного на основе глины или суглинка и на цементно-известковом растворе.

Как видите, грунтобетон можно использовать во многих областях. Но для того, чтобы правильно применить материал, нужно знать все его плюсы и минусы. Об этом мы и расскажем в заключительной части статьи.

На современном рынке появилось множество новых видов строительных материалов, но грунтобетон не теряет на их фоне своей актуальности. Связано это с целым рядом его положительных качеств.

Основные достоинства грунтобетона:

• Низкая стоимость
• Доступность всех компонентов
• Возможность использовать грунт, который находится непосредственно на строительной площадке, что позволяет экономить на транспортировке
• Возможность изготовить смесь самостоятельно
• Возможность изготовить бетон из грунта, не снимая его с места – таким образом гораздо эффективнее делать основания под фундаментом или дорожным полотном
• Возможность утилизировать загрязненные техногенные грунты (например, нефтью) и промышленные отходы

Но есть у грунтобетона и свои минусы. Именно из-за них материал сейчас используется не так часто, как пару столетий назад.

К недостаткам этой разновидности бетона относятся:

• Недостаточная прочность для возведения зданий с высотой более двух этажей
• Низкая прочность на растяжение и сжатие
• Склонность к усадке и деформациям
• Невозможность точно регулировать состав грунта, а значит и характеристики бетона
• Отсутствие нормативной документации для большинства изделий из грунтобетона

Подводя итог, скажем еще раз, что грунтобетон – это древний строительный материал, который до сих пор используется в частной и промышленной сфере – пусть и ограниченно. Материал может вновь стать популярным на волне моды на экологически чистые стройматериалы и экожилье. На него также все чаще обращают внимание и дорожные строители.

Готовые смеси в продаже встречаются редко. Но грунтобетон легко приготовить самостоятельно даже из подручных материалов на своем участке.

Как правильно разместить фундамент из грунтобетона?

Грунтобетон (цементогрунт) — строительный материал, получаемый полусухим способом из связных грунтов (глин, суглинков, супесей), минеральных вяжущих, воды и различных добавок. Грунтобетон применяют для изготовления грунтобетонных камней, возведения зданий высотой в один-два этажа; монолитную грунтобетонную смесь используют для кладки фундаментов и в качестве подготовки под полы.

Грунтобетон один из древнейших строительных материалов известных человечеству. Использоваться он начал ещё в пятом тысячелетии до н.э. В то время в основном изготовляли саман — смесь глинистого бетона с соломой. Солому в бетон добавляли для увеличения прочности и гигроскопичности. Хотя было непонятно как рассчитать нагрузку на фундамент, все же постройки из самана встречаются и на России.

Такое широкое распространение объясняется лёгкостью изготовления этого материала, его дешевизной и относительно хорошими характеристиками. Кроме этого заливка фундамента при использовании этого материала, упрощается в разы.

Основу грунтобетона как композитного материала составляют глинистые породы, такие как кембрийская глина или суглинок. Активность данных пород зависит от дисперсности среди, содержания ионов металла, водородного показателя (РН) и от содержания примесей.

На сегодняшний день разработан и получен грунтобетон нормального и ускоренного твердения. В его основе лежит кембрийская глина, которая добывается из забоя строящегося метро в Санкт- Петербурге, и полиминеральная активная смесь (ПМАС). ПМАС — смесь, состоящая из отходов производства

В состав грунтобетона входят цемент, грунт и вода.

• Цемент используют марки не меньше 400. На 1м3 жесткого грунта требуется 120-180 кг цемента. Из этого можно сделать вывод, какие пропорции бетона для фундамента нужны – только гарантирующие максимальную прочность.
• Грунт используют рыхлого строения (глин, суглинков, супесей), богатого соединениями кальция. Грунт, как заполнитель, необходимо подготовить. Он должен быть просушен, после этого тщательно измельчен и просеян по фракциям от 2 мм и ниже.
• Вода для затворения грунтобетона должна удовлетворять общим требованиям на изготовление обычных бетонов. Применима грунтовая, речная и морская вода. Воды загрязненные, с примесями солей и кислот для грунтобетона не применяются. На 1м3 грунта следует брать 270-320 л воды. При малом количестве воды и хорошем уплотнении смеси достигается высокая морозостойкость грунтобетона.

Все вышеперечисленное тщательно смешивают и уплотняют. На выходе получается материал, близкий по качественным характеристикам к невысоким маркам бетона, но стоимость данного строительного материала при этом в 2-3 раза ниже.

Грунтобетон отличается высокой прочностью при сжатии, морозостойкостью и водостойкостью. Чем он плотнее утрамбован, тем выше считается его марка, которая с течением времени увеличивается. Влажность готовой смеси оценивается сжатием ее в ладони. Она не должна рассыпаться и оставлять следов на ладони. Грунтобетон первые 2 недели должен находиться во влажной среде. При нормальных условиях твердения через неделю он наберет 2/3 своей расчетной прочности.

Прочностные качества грунтобетона при возведении фундаментов.

Прочность раствора определяется его маркой. Марк — способностью выдерживать определенную нагрузку на сжатие, измеряемую в килограммах на квадратный сантиметр. Чтобы получить раствор одинакового (равномерного) состава, все входящие в него компоненты отмеривают определенными дозами (фракциями), применяя для этого различную посуду или весы. Различают тощие, нормальные и жирные растворы.

Для получения прочного грунтобетона необходимо:

• Выбрать грунт, насыщенный кальцием.
• Высушить грунт.
• Хорошо его измельчить.
• Просеять через сито. Разделить на составляющие и использовать их в определенной пропорции.
• Фундамент из грунтобетона необходимо выдержать в течение 15-20 дней после возведения, поливая его водой по 3-5 раз в день. Грунтобетон благодаря этим действиям постепенно набирает определенную прочность. При этом еще нужно разобраться как сделать опалубку под фундамент, ведь это также немаловажная часть.

Прочность грунтобетона для возведения фундаментов должна быть не менее 10Мпа. Для получения материала с такой прочностью на сжатие и расходом цемента не более 12% в состав сырьевой смеси необходимо ввести поверхностно-активные вещества.

Виды фундаментов из грунтобетона.

Подземная часть зданий до отметки ±0,00, включая фундаменты, стены подвала и цоколи, может выполняться из монолитного и сборного грунтобетона. При этом, как правило, следует отдать предпочтение сборному грунтобетону, как наиболее подходящему для возведения подземной части зданий. Фундаменты из монолитного грунтобетона могут быть ленточными и столбовыми.

• Ввиду незначительных нагрузок от малоэтажных зданий толщина стенок фундаментов, стен подвалов и цоколей из грунтобетона может быть принята равной 30 см с устройством нависающих стен. Такой прием конструирования фундаментов выгоден при допускаемом давлении на грунт более 1,5 кг/см2, значительной глубине заложения фундаментов и наличии подвалов.
• В случае значительных нагрузок и низкой несущей способности грунтов возникает необходимость применения раздельной схемы фундаментов: подушки-стенки.

Столбовые фундаменты

Столбовые фундаменты для малоэтажных зданий оказываются экономически выгодными лишь в случае применения легких стен типа деревянных рубленых и каркасных, или крупнопанельных из легкого бетона. Также данный материал подойдет для того, чтобы реализовать все виды фундаментов для дома из пеноблоков, ведь стены у такого дома будут далеко не тяжелые.

Столбовые монолитные фундаменты из грунтобетона могут быть одноэлементными, состоящими из подушки или стойки и двухэлементными, когда фундамент составляют подушка и стойка.

Сборные фундаменты из грунтобетона.

Сборные грунтобетонные фундаменты, в зависимости от наличия средств механизации и готовых изделий, могут возводиться из грунтобетонных камней, грунтобетонных блоков и панелей.

Прессованные мелкие камни, согласно действующим техническим условиям на их изготовление, могут быть полнотелыми и пустотелыми, марок 25, 35 и 75. При возведении фундамента должны применяться камни марок не менее 35. Кладка фундаментов и стен подвала из пустотных камней может применяться только в сухих и маловлажных грунтах. При этом необходимо принять меры по защите кладки от поверхностных вод устройством отмостки с глиняной подстилкой и гидроизоляцией кладки стен подвала горячим битумом 2 раза. Возведение фундаментов из штучных грунтобетонных камней не является оптимальным вариантом и может быть допущено лишь в случае малого объема работ и отсутствия монтажных кранов.

Панели-стенки.

Панели-стенки запроектированы двух марок СГ-8 и СГ-5 прямоугольного сечения и минимальной для грунтобетона толщины 300 мм.

Во всех без подвальных малоэтажных зданиях при глубине заложения фундаментов менее 1,3 м рекомендуются к применению узкие панели-стенки марки СГ-8 из грунтобетона. При наличии подвалов или более глубоких фундаментов необходимо применять составные по высоте панели с перевязкой швов. Толщина кладки проверяется расчетом.

Технико-экономические характеристики

Практичность широкого применения грунтобетонных фундаментов определяется, в конечном счете, более низкой их стоимостью, меньшей трудоемкостью. Но очень важно найти квалифицированных специалистов, которые будут знать, как правильно разместить фундамент.

Важными показателями также являются сравнительные расходы дефицитных материалов, особенно цемента и металла.

Сравнение грунтобетона и железобетона по прочности, морозостойкости и удобству эксплуатации.

Бетон хорошо сопротивляется сжатию и плохо — растяжению. Поэтому где растягивающие напряжения присутствуют необходимо использовать армирование.

Железобетон — сочетание бетона и стальной арматуры, монолитно соединенных и совместно работающих в конструкции. Понятие «железобетон» обычно употребляют как общее название железобетонных изделий и конструкций. Бетон в железе воспринимает в основном сжимающие усилия, а арматура — растягивающие; бетон также придает жесткость конструкции и защищает арматуру от коррозии. Взаимодействие бетона и стали довольно эффективно. При твердении бетон плотно сцепляется с арматурой, защищая тем самым её от коррозии. В зависимости от типа строения очень важно определить какую арматуру лучше использовать для фундамента определенного типа. Поскольку в случае неправильного выбора, фундамент может рушиться.

Железобетон имеет ряд преимуществ перед другими строительными материалами, что и объясняет его широкое распространение в строительном деле. Сравним железобетон с таким материалом как грунтобетон.

По сравнению с железобетоном грунтобетон более экологичен, то в тоже время и более экономичен, особенно если грунт для него используется из разработанного под фундамент карьера. Однако железобетон, безусловно, превосходит его по любым видам прочности.

Нормируемая прочность на сжатие материала в возрасте 28 суток. Грунтобетон: максимальная нормированная прочность достигает 10 МПа. Железобетон: максимальная нормированная прочность может достигать 60 МПа.

На растяжение же прочность железобетона на несколько порядков выше, чем у грунтобетона, что следует из самого его определения. Максимальная марка железобетона по морозостойкости Р500, тогда как грунтобетона только Р50.

Из железобетона, возможно, строить здания и конструкции практически любых форм. Благодаря тому, что сами железобетонные конструкции изготавливаются на специальных заводах. Тем самым обеспечиваются высокие темпы возведения зданий и сооружений, а также экономия денежных и трудовых затрат. Грунтобетон как строительный материал, применяется лишь для строительства малоэтажных зданий, ввиду сложности обеспечения достаточной прочности для массивных конструкций.

 

Секционный пол из почво-цемента «Сделай сам»

Несколько десятилетий назад я прочитал статью о производстве цемента для грунта, возможно, в выпуске «Новостей Матери-Земли». Я подумал, что когда-нибудь захочу попробовать. Деревянная панельная юрта, которую мы недавно построили, стала идеальным местом для эксперимента. Идея «земляного пола», казалось, хорошо сочеталась с обстановкой и уникальным зданием. К тому же я мог бы сделать ее из двенадцати секций, так как юрта 12-гранная.

Обратите внимание, что это не коммерческий цемент для грунта, используемый некоторыми дорожными службами, которые используют песок и щебень с почвой и цементной смесью, что делает его в основном бетонным с добавлением грунта. Они могут использовать и другие отходы, такие как пепел и летучая зола.

Поскольку я выбросил статью, сохранив только «рецепт», я сначала провел пару тестов. Соотношение смешивания в рецепте отличалось от того, на котором я остановилась. Первоначальный рецепт предусматривал меньшее количество цемента по объему (5:1) и меньшее количество воды. Расчетный объем материала для одного из клиньев толщиной 2-1/2 дюйма составил 3 кубических фута. Это оказалось неточным при использовании нашей почвы. Рыхлой, рассыпчатой ​​глинистой почве потребовалось четыре кубических фута, чтобы учесть все воздушные карманы. Итак, были внесены коррективы, остановившись на смеси из четырех кубических футов почвы и 1 кубического фута цемента на один клин.

Мы разделили заливку каждого клина на 1/4 кубического фута цемента на каждый кубический фут глинистой почвы, сделав в общей сложности четыре заливки на клин. Водная смесь должна была быть любой, что делала ее пригодной для работы, но изначально предполагалось, что ее объем не должен превышать двух галлонов.

Мой первый тестовый образец, очень небольшое количество, сравнимое со смесью 4:1 с водой, эквивалентной исходному рецепту, показал себя хорошо в тесте, но оказался слишком сухим в первой порции, которую мы смешали и налили. Таким образом, количество воды стало меняющимся тестом, когда мы смешивали и заливали последующие порции. Как правило, два галлона на смесь работали с корректировками, сделанными для влажных почв или более сухих почв. Несмотря на то, что вся почва была взята из одной кучи, содержание влаги было разным.

Я сделал два теста. Я покрасил одну из них морилкой для бетона, просто чтобы посмотреть, как нам это понравится. Мы этого не сделали. Естественный цвет был именно тем видом, который мы хотели для пола юрты.

Необходимые материалы

Это список всех материалов и инструментов, которые мы можем вспомнить. Необходимое количество грунта, цемента и воды указано в инструкции.

Грунт

Цемент

Вода

Сосуды для хранения просеянного грунта

Тачка для перемешивания

Лопата

Мотыга

Маленькая лопата для зачерпывания и очистки последних битов

Крепкое ведро

Различные бетонные мастерки, т.е. 3

Проволока для забора

Пластиковая пленка

Лента

Дерево и оборудование для форм

Шаг 1. Создание формы

Первым шагом было изготовление форм. Мой план состоял в том, чтобы пересыпать клинья с задней части юрты на переднюю, через каждую. Формы просто прикручивались к настилу юрты. Их можно было легко перемещать для каждой последующей заливки. Как только шесть были сделаны и достаточно вылечены, мы просто заполняли последние шесть клиньев. Середину оставили, чтобы добавить что-то забавное в качестве центрального фокуса.

Центр был шестигранным, а юрта — двенадцатигранной. Из-за этого формы встречались в угловой точке и в центре одной из шести сторон, таким образом, имея разную длину и углы. Я сделал каждый немного короче и использовал клиновые прокладки, чтобы затянуть их. Это также облегчило удаление, когда заливка застыла.

На этой фотографии показано, как продвигалась заливка и перемещался материал формы.

Вы можете использовать эту систему форм для заливки квадратной или прямоугольной формы, решив, насколько большую заливку вы хотите сделать для каждой секции.

Шаг 2 Внесите грязь

Я привез более чем достаточно песчано-глинистой почвы для проекта, около 2-1/2 кубических ярдов. Я откопал его на нашей территории, но грязь можно найти там, где ведутся раскопки. Можно использовать практически любую землю, если она содержит глину и песок. В нем не должно быть органического материала и мусора.

Я проверил свою почву, заполнив банку наполовину просеянной землей и добавив равное количество воды. Я накрыл банку и встряхнул ее в течение нескольких минут, а затем оставил на час или около того. После отстаивания почва разделится на слои песка внизу, глины в середине и ила сверху. Идеальная смесь – это когда в ней около 75% песка и 15-20% глины. Я провел несколько тестов и каждый раз получал разные результаты. На этом фото примерно 50% песка и 50% глины и ила.

Шаг 3. Просеять, тщательно просеять

Как только мы выкроили время между другими летними/ранними осенними проектами, Робин начала просеивать. Она начала с того, что просто рвала землю мотыгой, но потом сообразила, что один из ее пластиковых тепличных лотков справится с этой задачей и даст нам более однородный продукт. После первой заливки мы определили, что для каждого клина потребуется почти 4 кубических фута земли. Я построил коробку размером 12x12x12 дюймов (кубический фут) для измерения объемов. Робин готовил четыре порции перед каждой заливкой, просто наполняя коробку просеянной грязью и храня ее в различных контейнерах.

Шаг 4. Смешать

Сначала в тачку загружался грунт, затем в борозды, которые я сделал в грунте, добавлялся цемент. Я смешал это с помощью мотыги, нарезав ее примерно на 2 дюйма за раз спереди назад, чтобы цемент хорошо распределился по всей почве. Сухое перемешивание продолжалось до тех пор, пока я не увидел ни «оранжевой» глины, ни «серых» кусочков цемента.

Затем я добавил два галлона воды и перемешивал до тех пор, пока у нас не получилась густая, но и не слишком сухая партия. Мы обнаружили, что чем влажнее смесь, тем лучше.

Шаг 5 Спуститесь и испачкайтесь

Так как до юрты несколько ступенек, а колени ни у кого из нас не крутые, Робин наполнил ведро тремя черпаками и подтащил ко мне внутрь юрты. Я отхлебнул кашу и вернул ведро. На один клин, состоящий из четырех партий смеси, ушло около двух часов, включая перерыв после забивки проволочной арматуры после второй заливки.

Так как у нас было четыре заливки на один клин, я работал от задней части к передней. После двух заливок я равномерно распределил все это, используя кирпичный шпатель, чтобы перемещать большие пятна, и крайний шпатель, чтобы все это было полугладким.

Шаг 6. Начинайте разбрасывать грязь

Несмотря на то, что мы использовали одни и те же пропорции грязи, цемента и воды для каждой заливки, консистенция сильно различалась. После первых двух порций мы решили, что нам нравится более влажная консистенция, и я начал регулировать количество воды в зависимости от того, что происходило со смесью. Более влажную смесь, по консистенции напоминающую смесь Sloppy Joe , было легче разгребать и работать с ней, к тому же эти клинья были менее склонны к растрескиванию, что действительно случалось при нескольких ранних заливках.

Шаг 7. Добавление проволочной арматуры

Я понятия не имел, трескается ли грунтовый цемент так же, как бетон, но я полагал, что армирование поможет сдержать расслоение, если оно все же произойдет, удерживая все вместе. Я сделал приспособление, чтобы упростить обрезку арматурной проволоки, разрезал проволоку сетки 2×4 на три части (это позволило наилучшим образом использовать материал), аккуратно расположил ее, а затем утрамбовал на месте. Он был утрамбован, чтобы понизить все высокие частоты и встроить их в первый слой.

Я сделал трамбовку из короткого примерно 8-дюймового куска ствола кедрового дерева, просверлив в нем отверстие для ручки метлы.

Шаг 8. Вернитесь к грязи под рукой

Пока я трамбовал, Робин загрузил следующий кубический фут земли в смесительную тачку и отмерил цемент. Если у нее была энергия, она также начинала просеивать грязь для следующего клина. Мы запланировали два клина в неделю, если позволит погода. Мы отстали, когда из-за лесных пожаров в Орегоне качество воздуха стало небезопасным для дыхания, но через пару недель мы смогли вернуться к задаче. У нас тоже несколько раз шел дождь.

Шаг 9 Стяжка!

После того, как мы залили четвертую партию в клин, пришло время стяжки. Я использовал стяжку 1×3, как и для традиционного бетона. «Распиливающее» движение при продвижении грохота вперед, используемое при работе с бетоном, работало не очень хорошо. При стяжке грунтового цемента я обнаружил, что он не тянется, как бетонная смесь. Он имел тенденцию всасывать «грязь» сзади, отрывая ее от форм и соскабливая поверхность позади. «Грязь» также скапливалась впереди, что затрудняло ее продвижение вперед. Я разработал метод, используя краевую кельму, чтобы удалить материал спереди, не беря слишком много.

Шаг 10 Готово!

Когда я подобрался достаточно близко, я использовал отделочный шпатель, чтобы разгладить его. При работе с ним вы можете заставить поверхность тянуться к более низким областям. Время от времени образовывались пузырьки воздуха, и я просто прокалывал их и заполнял небольшим количеством лишней грязи. Когда он стал достаточно плоским, я использовал полотенце для бетонной отделки, чтобы сделать его гладким. Его можно обработать до очень гладкой поверхности, но я не пытался этого делать.

В областях между сформированными клиньями я приклеил пластиковую пленку к клиньям с обеих сторон, чтобы грязь не прилипала к готовым клиньям и чтобы они оставались чистыми.

Шаг 11 Сделайте что-нибудь с остатками!

Четыре кубических фута — это немного больше, чем нам нужно, поэтому мы использовали металлическую накладку и зажимы, чтобы сделать формы для ступенек. Мы добавили листья, чтобы придать им забавный вид. Я понятия не имею, как они выдержат дождь и замерзнут, но, думаю, узнаем!

Секции все еще лечатся, но здесь может возникнуть эффект вертушки!

В заключение, бригаде из двух старых фахов потребовалось несколько недель, чтобы выполнить цементирование грунта на площади 200 квадратных футов, но это уникальный и прочный пол. Кроме того, он добавляет массу зданию, помогая поддерживать комфортную температуру внутри. Сейчас я работаю над своей средней частью и опубликую обновление, когда это будет сделано!

Если вам интересно, как я построил остальную часть юрты, мы издали книгу. Вот ссылки:

Строительство панельной юрты с деревянным каркасом, цвет

Строительство панельной юрты с деревянным каркасом, черно-белый

Текст и фотографии в этом блоге защищены авторским правом © 2020 г. Марвин Дания и Робин Кунц. Как бы мы ни любили делиться, пожалуйста, спросите разрешения перед повторной публикацией. Спасибо!

Нравится:

Нравится Загрузка…

Жизнь вне сети: освободи себя

Давненько я не писал отчёт о том, что мы делаем с кабиной, так что в этот раз напишу о бетоне, точнее грунтбетоне. Что такое грунткрет? Это почти то же самое, что и бетон, но с использованием местных материалов вместо покупных. Мы используем местную грязь, гравий из ручья, портландцемент и, конечно же, воду. Получается прочный и недорогой бетон/грунтобетон для изготовления стен и т.п.

	Я подумал, что несколько картинок немного оживят ситуацию. Я был на западной палубе, Боб не знал, что я там был, поэтому я смог сделать несколько откровенных снимков. Вы можете щелкнуть по картинкам, чтобы просмотреть изображение в полном размере.
Боб для смешивания грунтобетона

Мы используем много пластиковых 5-галлонных ведер. Прежде чем я ушел со своей старой работы в Best Buy, у нас был сильный град. Он довольно сильно повредил крышу, магазин купил несколько десятков таких 5-галлонных ведер, чтобы попытаться собрать капающую воду с поврежденной крыши. Перед отъездом я спросил, могу ли я получить ведра, я ожидал, что менеджер даст мне несколько, я был приятно удивлен, когда он дал мне половину из них!

	Все эти ведра пригодились, спасибо Best Buy!
Боб для смешивания грунтобетона

Боб получил смесь по этой формуле, он использует 2 ведра гравия из ручья с небольшим количеством песка, от 1/4 до 1/2 ведра портландцемента, такое же количество почвы/грязи, 3/4 ведра воды. Как и любой рецепт, эта смесь является приблизительной, Боб добавляет все необходимое, чтобы смесь выглядела правильно. Это то, что работает для нас, ваш пробег может отличаться. Кроме того, в нашей почве очень мало или совсем нет глины, поэтому не допускайте попадания в нее как можно большего количества органического материала.

	Мы должны использовать материалы, которые мы можем получить или которые уже есть под рукой. Боб заливает стену и использует обрезки древесины, чтобы направить смесь в полость.
Боб для заливки грунтобетона

Выгрузка очередной партии грунтобетона. Бетономешалка от Harbour Freight, цена была подходящей, и она работает очень хорошо для нас. Вы могли заметить одну белую перчатку, нет, это не дань уважения Майклу Джексону. Пару дней назад пальцы Боба на той руке застряли в бетономешалке, его указательный и безымянный пальцы почти полностью прошли через шестерни, вращающие ванну. Он изжевал кончики его пальцев довольно хорошо, но необратимых повреждений, слава Богу, не было. Он выбыл из строя на несколько дней. Сегодня он объявил, что хочет сделать еще одну заливку, поэтому он надел эту перчатку, чтобы защитить свои раненые пальцы, в основном от грязи и цементного порошка.

	Заливка смеси в полость стены.
Боб для заливки грунтобетона

Боб заливает цементобетон в полость стены.
	Боб для смешивания грунтобетона

	Это вид изнутри на то место, где Боб заливает грунтобетон.
Под кабиной

Вид под кабиной поближе. Угол в центре стены — это место, где грунтобетон оборачивается вокруг столба.
	Под кабиной

Другой вид под кабиной, Боб копал пол, он выкопал 2 фута, столбы в земле ушли на 3 фута, я бы сказал, что он выкопал почти 3/4 площади.

Другой вид под кабиной.

Фрагмент балки пола под кабиной.

Это стойки, поддерживающие кабину.

Боб вырыл землю, и ему пришлось армировать бетон вокруг столба.

Другой вид под кабиной.

Другой вид под кабиной.

Это перед хижиной, это старое дерево было поражено молнией много лет назад, мы оставили его как среду обитания для птиц, ящериц и других тварей, которым оно нравится.

Так выглядит кабина сейчас. Боб медленно строит бетонные стены, которые в конечном итоге опоясывают хижину. Это добавит сил, защитит нас от животных и огня.

Другой вид кабины, вы видите южную сторону. Это также показывает вершину моей горы.

Это крупный план мхов и лишайников, которые растут на деревьях, они действительно оживают, когда идет дождь. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт 2019 © Все права защищены.