Устройство колодцев из бетона

Рис. 51. Измерение пластичности бетонной массы

Рис. 52. Бетонная масса различной консистенции (густоты)

Бетонная масса должна быть одинаковой консистенции. Консистенция бетона зависит от количества внесенной в него воды. Жесткая масса (как бы влажная земля) при укладке требует сильного уплотнения; пластичная (относительно густая и более подвижная) нуждается в меньшем уплотнении; литая — подвижная масса, которая почти самотеком заполняет форму, но ее также следует уплотнять. При избытке воды бетонная масса расслаивается, а прочность бетона снижается. Если одновременно добавлять воду и цемент, не меняя соотношения между ними, то прочность бетона остается без изменения. Чем гуще масса бетона и чем сильнее она уплотняется (трамбуется), тем выше прочность бетона и наоборот.

Желательно готовить и укладывать более густую массу с осадкой конуса 2...6 см. Однако уложить и тщательно уплотнить такую массу можно только в крупных конструкциях с редко расположенной арматурой. Чем тоньше конструкция и чем чаще расположена в ней арматура, тем пластичнее должна быть бетонная масса. Таким образом, для каждой конкретной конструкции подбирают соответствующую ей консистенцию бетонной массы. Консистенция массы зависит еще и от того, как расположена арматура в конструкции: часто или редко.

В нашем случае арматура расположена не очень часто, но толщина стенок 10...15 см, что зависит от глубины колодца. Поэтому мы можем применять пластичный или полулитой бетон. Консистенцию, или подвижность бетонной массы, измеряют специальным металлическим стандартным конусом с очень гладкой внутренней поверхностью (без швов). Высота конуса 30 см, ширина в нижнем основании 20, в верхнем 10 см. Сбоку конуса имеются две ручки, а внизу к нему прикреплены два упора в виде лапок или скоб, на которые становятся ногами, прижимая тем самым конус к горизонтальной площадке (широкая доска, фанера, лист стали или пластмассы) (рис. 50). Для проверки бетонной массы выполняют следующее. Площадку смачивают водой, ставят на нее конус, прижимают ногами н наполняют его тремя слоями (по 10 см каждый) бетонной массы, причем каждый слой протыкают 15 раз стержнем-штыком из круглой стали диаметром 1,5 см. Такое уплотнение называется штыкованием.
Наполнив конус бетонной массой, излишки срезают вровень с краями конуса. После этого конус берут за ручки и медленно поднимают вертикально. Освобожденная от него бетонная масса начинает медленно оседать, меняя свою форму. Как только бетонная масса перестанет оседать, рядом с ней ставят конус, кладут на его верхнее основание рейку и измеряют линейкой расстояние от рейки до осевшей массы. Линейку применяют с сантиметровыми делениями (рис. 51). Чем жиже бетонная масса, тем больше она оседает, и наоборот. Пластичная бетонная масса оседает от 6 до 14 см, полулитая — от 15 до 16, литая — от 17 до 22 см. При этом бетонная масса не должна выделять воду и расслаиваться. На рис. 52 показано определение пластичности бетонной массы.

Весьма желательно при изготовлении бетонных деталей для устройства колодца бетонную массу приготовлять одинаковых пластичности и состава.

При подборе заполнителей для приготовления бетонной массы надо стремиться к тому, чтобы гравий, щебень и песок имели зерна различной крупности. В этом случае между зернами заполнителя почти не будет пустот, которые снижают прочность бетона. Принято считать, что объем пустот в песке не должен превышать 37, в гравии 45, а в щебне 50 %. Чем меньше пустот в крупном заполнителе (гравии или щебне), тем меньше потребуется песка и цемента.

Пустотность в заполнителе можно проверить довольно простым способом. Подобранную смесь или отдельно гравий, щебень, песок насыпают в 10-л ведро. Не уплотняя их, сравнивают с краями и наливают в ведро до краев тонкой струей воду. По объему налитой воды определяют пустотность, если, например, в ведро вошло 4,5 л воды, значит пустотность 45 % и т. д.

Состав заполнителя подбирают с помощью стандартных сит. Гравий и щебень просеивают через сито с ячейками диаметром 80, 40, 20, 10 и 5 мм; песок — 5; 2,5; 0,5; 0,3 и 0,15 мм. Зерна, остающиеся на каждом сите, называют фракцией заполнителя.

Рассмотрим два способа подбора заполнителя.

1. Наибольшая крупность заполнителя 40 мм. Просеивают гравий или щебень через сито с ячейками диаметром 40 мм. Остаток заполнителя на сите называют верхним остатком. Затем то, что прошло через сито 40 мм, просеивают через сито 20 см. Остаток заполнителя на этом сите называется первой фракцией с зернами крупностью 21...40 мм. То, что прошло через сито 20 мм и осталось на сите 10 мм, является второй фракцией с зернами крупностью 11...20 мм. То, что прошло через сито 10 мм, просеивают через сито 5 мм. остаток дает третью фракцию с зернами крупностью 6...10 мм. То, что прошло сквозь сито 5 мм, называется нижним остатком.

Для приготовления крупнозернистой смеси часто берут по 5 % верхнего и нижнего остатка и по 30 % первой, второй и третьей фракций. Верхний остаток можно заменить первой фракцией в количестве 5%.
Крупнозернистую смесь такого состава можно приготовить из двух фракций: 50...65 % первой, 35—50 % третьей или из трех фракций: 40...45 % первой, 20...30 % второй и 25...30 % третьей.

2. Наибольшая крупность заполнителя 20 мм. Просеивая заполнитель через сито с ячейками диаметром 20 мм, а то, что прошло через него, — через сито 10 мм, получают первую фракцию с крупностью зерен 11... 20 мм. Затем то, что прошло через сито 10 мм, просеивают через сито 5 мм и получают вторую фракцию с зернами крупностью 6...10 мм. Наконец, то, что прошло через сито 5 мм, просеивают через сито 3 мм и получают третью фракцию с зернами 4...5 мм. Песок сначала просеивают через сито с размером ячеек 2,5 мм, а то, что прошло через него, — через сито 1,2 мм, затем через сито 0,3 мм и получают вторую фракцию. Для приготовления песочной смеси берут 20...50 % первой фракции, 50...80 % второй.

Таким образом подбирают зерновой состав гравия или щебня и песка. Отмерив нужное количество заполнителя разных фракций, их тщательно перемешивают, чтобы зерна равномерно распределились по всей массе.

Необходимо помнить, что размеры крупного заполнителя должны быть не более 1/4...1/5 наименьшего размера конструкции детали. Для тонких изделий наибольшая крупность заполнителя может достигать 1/3 и 1/2 толщины плиты.

Цемент надо применять такой марки, которая превышала бы заданную марку бетона в 2...3 раза, портландцемента— в 2 раза, для других цементов — в 3 раза. Например, для бетона марки 150 кгс/см² следует применять цемент марки не менее 400 кгс/см². Марка бетона для нашего случая должна быть 100 кгс/см².

Следует знать, что избыток цемента в бетоне приводит к перерасходу последнего, а недостаток уменьшает его плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, приводит к ржавлению уложенной арматуры.

Необходимо знать, что при приготовлении бетонной массы смесь заметно уменьшается в объеме. Из 1 м³ сухой смеси получается 0,59...0,71 м³ бетонной массы. Поэтому для приготовления 1 м³ бетонной массы следует брать гораздо больше сухих материалов. Например, для одного состава бетона требуется 0,445 м³ песка, 0,870 м³ гравия, 0,193 м³ цемента (250 кг), 178 л воды; для другого — 0,395 м³ песка, 0,880 м³ гравия, 0,198 м³ цемента (260 кг) ,185 л воды; для третьего — 0,445 м³ песка, 0,880 м³ гравия, 0,204 м³ цемента (265 кг), 189 л воды.

Состав обычных бетонов и ориентировочный состав обычных бетонов на гравии в объёмных частях

Таким образом, умелый подбор состава заполнителя позволяет получить бетон одной и той же марки, но с разным содержанием цемента. Составы обычных бетонов приведены в табл. 3 и 4.

Таблица 3. Состав обычных бетонов (по данным И. М. Френкеля)

Таблица 4. Ориентировочный состав обычных бетонов на гравии в объемных частях (по данным Н. А. Попова)

Примечания:   1. Первая цифра обозначает цемент, вторая — песок, третья — гравий или щебень 2. Составы указаны для песка или гравия хорошего качества. При пустотности гравия свыше 45 % дозировку его уменьшают на 10%, при мелком песке — на 10—15%. При использовании щебня дозировку песка увеличивают примерно на 10 %. 3.  Количество воды не указано, его подбирают в зависимости от требуемой консистенции бетонной массы.

Железобетонные кольца для колодцев

Рис. 53. Железобетонные или бетонные кольца для устройства колодцев

а — кольцо с поставленной арматурой; б — кольцо с отверстиями для постановки скоб и пазухой для закрытия ушек арматуры; в — кольцо с отверстиями вместо ушек; г — два кольца, скрепленные скобами; д — кольцо со скобами, поставленными внутри стенок; е — каркас для колец; ж — конструкция вкладыша для устройства пазухи в толще кольца: 1 — середина вкладыша; 2 — крайцие вкладыши; 3 — шпилька для зацепления крючка; 1— отверстие в крайнем вкладыше; 5 —деревянный щнт; б —гвозди; з —разрез пазухи для ушек: 1 — ушко; 2 — отверстие в пазухе; 3 — устройства замка между кольцами: 1 — арматура; 2 — просмоленный канат; 3 — форма замка

Подобрав крупные заполнители, их отмеривают объемными частями и перемешивают. Песок также отмеривают в нужном количестве и насыпают на боек (деревянный щит) ровным слоем в виде грядки. На грядку насыпают цемент и все тщательно перемешивают (гарцуют)) до получения однородной смеси. Далее цементно-песчаную смесь гарцуют с гравием или щебнем до полной однородности сперва в сухом виде, затем постепенно поливают из лейки отмеренным объемом воды и многократно перелопачивают до получения совершенно однородной бетонной массы, которую тут же используют в дело (не позднее 1 ч, считая с момента затворения водой).

Колодцы из железобетонных или бетонных колец (рис. 53) монтировать легче, чем кирпичные, каменные или из силикатных элементов. В зависимости от условий можно устраивать и монолитные колодцы, но при их выполнении приходится делать длительные перерывы в работе, необходимые для твердения бетонной массы.

Бетонные колодцы могут быть самые простые, без так называемого замка. Чтобы при монтаже они не сдвинулись с места, их скрепляют между собой в 4.., ...6 местах стальными скобами. Для этого в кольцах оставляют отверстия, а концы выступающих скоб загибают или закрепляют гайками с шайбами.

В зависимости от глубины колодца кольца делают высотой 70...100 см, диаметром 80...100 см. Толщина стенок из бетона 9...12 см, из железобетона 5...9 см. Масса колец очень большая: железобетонные кольца диаметром 100 см и такой же высоты, толщиной 5 см весят 380 кг. Для удобства сборки шахты из таких колец делают высотой 30...50 см и соответственно меньшей массы.

Кольца армируют стальной арматурой разной толщины. Для вертикальных стержней, которых ставят 4...10 шт., берут арматуру диаметром 8...12 мм или более, а для горизонтальных стержней, которых ставят 12...15 шт., арматуру берут диаметром 6...8 мм, т. е. из нее делают проволочные кольца. Кольца располагают по окружности через 60...80 мм.

На вертикальных стержнях должны быть два ушка, за которые поднимают кольца. Поэтому эти стержни делают более длинными, чтобы их можно было бы согнуть в середине пополам, выполнить ушки и загнуть концы так называемой скобочкой. В месте пересечения колец с вертикальными стержнями их скрепляют между собой мягкой (вязальной) проволокой диаметром до 2 мм. Вместо вязки можно выполнять сварку.