Рассмотрены методы и технологические приемы повышения прочности и улучшения эксплуатационных характеристик тяжелого бетона для изготовления бортового камня. Приведены рекомендации по выполнению строительных работ и ссылки на действующие в строительстве нормативные документы по устройству бордюров и поребриков.
Ключевые слова : бортовой камень, бордюр, поребрик, бетон, состав, заполнители, свойства, прочность, технология установки.
Бордюры и поребрики (бортовые камни) представляют собой не просто элементы декора зеленого участка, газона, тротуара или дороги, но и выполняют важную практическую функцию — предотвращают распространение воды, пыли, грязи сорняков на выделенные участки. Также они зонирут на участки обустраиваемое пространство и придают законченный эстетичный вид клумбам, газонам, дорогам и дорожкам и т. п., но не только это. Они предотвращают осыпание кромок дорог, тротуаров, газонов и клумб, позволяют сохранять их геометрические размеры при набухании от воздействия воды, т. е. несут определенную прочностную нагрузку.
Учитывая большую атмосферную статическую и динамическую нагрузку на бортовой камень, очень важноправильно подобрать или спроектировать бетон для изготовления бортовых камней (бордюров и поребриков). К слову, отличие бордюра от поребрика заключается в том, что бордюры устанавливают заподлицо с горизонтальной поверхностью тротуара, газона и т. д., а поребрик всегда выступает вертикально над огораживаемой площадью.
Рис. 1. Бортовой камень. В зависимости от того, как он устанавливается — заподлицо или с вертикальным выступом — ребром, носит наименование бордюра или поребрика
Прочность — одна из самых важных характеристик тяжелого бетона для бортового камня. От прочности зависит время бездефектной эксплуатации изделия, не требующего его замены. Прочность зависит и напрямую связана с плотностью и пористостью искусственного камня. Для газонных бордюров и поребриков можно использовать бетон марочной прочностью М300–М400 (в настоящее время в строительстве используется более современное определение прочности — с помощью классов, единица обозначения — МПа). Этой прочности достаточно, чтобы изделие прослужило от 15 до 20 лет без его замены. Для дорожных бортовых камней прочность бетона желательна М500.
Выбирая компоненты тяжелого бетона и зная их соотношение (пропорции) можно приблизительно рассчитать, т. е. спрогнозировать марку будущего бетона в кгс/см 2 . Можно перевести марку в класс, используя соотношение: 1 кгс/см 2 = 0,098 МПа.
Классический тяжелый бетон для бортового камня состоит из следующих основных компонентов.
1) Вяжущее вещество (портландцемент) — скрепляет остальные составляющие материалы, превращая смесь заполнителей в монолитный прочный искусственный камень.
2) Крупный заполнитель — щебень или гравий, представляет собой достаточно прочный материал, формирующий прочностной «каркас» бетонного изделия.
3) Мелкий заполнитель — песок, делает бетонную смесь более плотной, заполняет все пустоты между щебнем, и позволяет экономить вяжущее.
4) Вода — вступает в реакцию с цементом и запускает процесс гидратации и «схватывания» цемента, обеспечивает дальнейший набор прочности камня.
Среди многих разновидностей портландцемента для бетонных бортовых камней подходят лишь два класса: ЦЕМ I 32,5 Н (марка М400) или ЦЕМ I 42,5 Н (марка М500). При этом важно использовать «свежий» цемент, поскольку уже через 60 суток цемент М500 становится более похож на цемент М400.
Заполнители (крупный и мелкий) должны быть чистыми, кроме того, они должны обладать хорошим зерновым составом и малой пустотностью. По возможности, заполнители не должны содержать слабых зёрен. Предел прочности крупного заполнителя должен быть на 20 % выше заданной прочности бетона.
В качестве крупного заполнителя лучше всего использовать в бетоне для бортового камня гранитный щебень. Предпочтительны зерна фракций 5–10 или 10–20 мм. Такой крупный заполнитель будет наилучшим компонентом в тяжелом бетоне для бортового камня. Он имеет высокую прочность и хорошую морозостойкость, с ним бортовой камень прослужит не один десяток лет. Можно использовать и гравийный щебень, по своим характеристикам он уступает гранитному щебню, но для бордюров он подойдет [1].
В качестве мелкого заполнителя лучшим вариантом является промытый кварцевый карьерный песок с фракционированным размером зерен. Песок не должен содержать частиц глины и ила, т. е. должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736–2014. Песок для строительных работ [2]. Можно также использовать отсевы дробления гранитного щебня. Фактически, это отходы производства щебня, однако по характеристикам отсевы дробления не уступают песку и даже превосходят его. К тому же, зачастую отсевы дробления по стоимости дешевле товарного песка.
В качестве затворителя портландцемента лучше всего использовать водопроводную или колодезную воду, можно и природную, главное, чтобы она не имела запаха и мутного осадка (ила). Чем чище вода, тем качественнее будет тяжелый бетон.
Пропорции бетона для бортового камня — это правильно подобранные соотношения компонентов смеси. От их правильного выбора зависит марка бетона по прочности. Существуют соответствующие различные рекомендации по проектированию составов тяжелого бетона [3, 4].
Особенности технологии изготовления бортовых камней заключаются в следующем. Для изготовления бортовых камней рекомендуется применение низких В/Ц отношений, что, в свою очередь, требует специальных приёмов, позволяющих плотно укладывать бетонную смесь. Поэтому рекомендуется применение суперпластификаторов или комплексных добавок, а также, использование интенсивных способов уплотнения бетонной смеси — прессование или уплотнение (роликовый прокат). Наилучшими условиями твердения являются — нормальные. Очень хорошие результаты дает применение тепловой обработки, но необходимо применять более длительную предварительную выдержку, очень мягкие режимы подъёма и спуска температуры, снижение температуры изотермической выдержки, чтобы избежать внутренних напряжений и последующего растрескивания цементного камня.
При изготовлении бортовых камней для скоростных автомобильных дорог используются цементные бетоны с повышенной прочностью и стойкостью к различным внешним циклическим воздействиям. Установлено, что наибольший прирост прочности на сжатие, растяжение при скалывании и изгибе, а также стойкость в условиях циклического механического воздействия достигается в цементных бетонах с комплексной добавкой Glenium ACE 430 + микрокремнеземом. Циклические механические нагружения бетонов вызывают кристаллизацию аморфизированных гидросиликатов кальция или перекристаллизацию первичных гидратов с выделением портландита. Комплексная добавка Glenium ACE 430 + микрокремнезем способствует сохранению аморфизированной структуры гидросиликатов кальция и повышению стойкости бетонов при циклическом механическом воздействии на автодорогах.
В состав работ, выполняемых при установке бортовых камней, входят: геодезическая разбивка и закрепление линии лицевой стороны установки бортовых камней; отрывка траншеи; устройство щебеночной подготовки; укладка бетона; установка бортовых камней. Технологической картой предусмотрена установка бортовых камней комплексным звеном с погрузчиком-экскаватором, например, ТО-49 на базе трактора МТЗ-82, оснащенным специальным оборудованием ЭД-3М, в качестве ведущего механизма. Все работы выполняют руководствуясь требованиями следующих нормативных документов: СНиП 3.01.01–85. Организация строительного производства; СНиП 3.06.03–85. Автомобильные дороги. Правила производства и приемки работ; СНиП 3.01.03–84. Геодезические работы в строительстве; СНиП III-10–75. Благоустройство территорий; СНиП 12–03–2001. Безопасность труда в строительстве. Ч.1. Общие требования; СНиП 12–04–2002. Безопасность труда в строительстве. Ч.2. Строительное производство.
Основным строительным работам по установке бортовых камней обязательно должно предшествовать выполнение следующих мероприятий: прием от заказчика строительной площадки, подготовленной к производству работ; проверка наличия проектно-сметной документации и ознакомление ИТР и рабочих с рабочими чертежами и проектом производства работ; доставка и складирование в штабеля на стройплощадке бортовых камней, песка и щебня; проверка заводских паспортов на бортовые камни; подготовка и составление акта готовности объекта к производству работ.
В состав работ по установке бортовых камней входят следующие операции: разбивочные работы; отрывка траншеи под установку бортовых камней; устройство выравнивающего слоя из щебня; устройство бетонного основания; установка бортовых камней; засыпка грунта с обратной стороны борта.
Бортовые камни, поступающие на объект, должны отвечать требованиям соответствующих стандартов, технических условий на их изготовление и рабочих чертежей.Кустановке бортовых камней разрешается приступать только после подготовки основания и проверки соответствия продольной линии проекту. Установка бортовых камней длиной до 1 метра производится вручную при помощи клещевого или П-образного приспособления. Перед установкой торцы камней должны быть тщательно очищены от грязи. Схема установки метровых бортовых камней при помощи указанных приспособлений представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема установки бортовых камней при помощи приспособлений
1 — бортовой камень; 2 — опалубка; 3 — участок бетонирования: обойма; 4 — бетонное основание; 5 — песчаный подстилающий слой; 6 и 7 — приспособления для установки бортового камня
Бортовой камень устанавливается на бетонное основание толщиной 10 см по натянутому между металлическими штырями шнуру. Бортовой камень осаживается до уровня натянутого шнура деревянной трамбовкой. После установки камня для его устойчивости с двух сторон вручную в опалубке устраивается бетонная обойма высотой 10 см со стороны тротуара или газона и 7 см со стороны дороги. Каждый камень плотно укладывают в бетонную смесь, обращая внимание на плотность прилегания камней и на ровность внешней и верхней стороны линии борта. При необходимости бортовые камни осаживают ударами ручной трамбовки по доске, уложенной по верху камня. Бортовые камни на закруглениях устанавливают так же, как и на прямых участках, предварительно произведя разбивку очертания кривой линии по шаблону, изготовленному из тонкой доски или по шнуру. На закруглениях применяют лекальный бортовой камень. Наружную и тыльную части зазоров между стенками опалубки и бортовым камнем заполняют бетонной смесью на высоту 10 см с обеих сторон. Образовавшиеся пустоты между торцами камней полностью заполняют цементным раствором. Ширина швов между криволинейными бортовыми камнями или на стыке криволинейных и прямолинейных изделий не должна превышать 5 мм. С обратной стороны бортовой камень засыпают грунтом, вынутым при выполнении траншеи.
Бортовой камень должен быть установлен не позже, чем за 3 суток до устройства дорожного покрытия для того, чтобы бетонная обойма и раствор в швах между бортовыми камнями набрали необходимую прочность.
Рис. 3. Монтажная схема установки бортового камня
1 — отрывка траншеи; 2 — устройство подушки из щебня; 3 — укладка бетонного основания; 4 — установка бортового камня; 5 –- заделка стыков цементным раствором; 6 — засыпка грунта с обратной стороны борта
Контроль и проверку качества работ по установке бортовых камней выполняют в соответствии с требованиями нормативных документов:
— СНиП 3.01.01–85. Организация строительного производства.
— СНиП III-10–75. Благоустройство территорий.
— СНиП 3.06.03–85. Автомобильные дороги. Правила приемки и производство работ.
— ГОСТ 6665–91. Камни бетонные и железобетонные бортовые.
— ГОСТ 8267–93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ.
С целью обеспечения качества установки бортовых камней все работы должны подвергаться контролю на всех стадиях операций по их исполнению. Производственный контроль подразделяется на входной, операционный (технологический), инспекционный и приемочный. Контроль качества выполняемых работ осуществляют специалисты или специальные службы, оснащенные техническими средствами контроля, обеспечивающими необходимую достоверность и полноту проведения контроля. Операция возлагается на руководителя производственного подразделения — прораба или мастера, выполняющего строительные работы.
Литература:
- ГОСТ 82677–93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия. — М.: Стандартинформ, 2018. — 13 с.
- ГОСТ 8736–2014. Межгосударственный стандарт. Песок для строительных работ. — М.: Стандартинформ, 2019. — 10 с.
- Корчагина О. А. Проектирование состава тяжёлого, лёгкого и силикатного бетона: учебное пособие / О. А. Корчагина, В. Г. Однолько. — Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. — 96 с.
- Подборнова Н. И., Корпусова Н. С., Шабанова Т. Н. Проектирование тяжелого цементного бетона на плотных заполнителях. Методические указания. — Тюмень: РИЦ ГОУ ВПО ТюмГАСУ, 2009. — 47 с.
