Бетонные колонны – прочные несущие конструкции, основная задача которых состоит в обеспечении сооружениям должного уровня вертикальной жесткости и прочности. Как правило, выступают частью монолитного каркаса конструкции, поддерживая перекрытия, террасы, балконы и т.д. либо являясь декоративным элементом для украшения входной группы фасада и строения.
Колонны бывают металлическими, сборными и монолитными, подходящий тип элемента выбирают в зависимости от нужных характеристик (в первую очередь, несущей способности). Основная задача элемента – стать опорой для разнообразных элементов конструкции, обеспечить их вертикальную прочность и равномерно распределить нагрузку, устранить риск деформаций и разрушений, в редких случаях – украсить интерьер.
Смонтировать бетонные колонны для дома можно своими руками. При условии соблюдения всех норм производства и использования качественных материалов элемент будет точно соответствовать требованиям и характеристикам, эффективно выполняя возложенную на него функцию.
Назначение бетонных колонн
Элемент берет на себя и передает на фундамент нагрузку от вышестоящих конструкционных частей. Столбы из железобетона становятся опорой этажей, связывая конструкцию между основанием и потолочной поверхностью. Столб поддерживает разнообразные террасы, балконы, крыльцо, перекрытия, давая возможность реализовать любую дизайнерскую задумку и значительно увеличивая срок эксплуатации всего здания.
Если речь идет о декоративном оформлении, то в таком случае бетонирование колонн выступает средством украшения фасада и интерьера. Часто их выполняют с подколонниками, консолями, капителями, украшают лепниной, оригинальными узорами, различными видами обработки материала.
Виды и типы
Колонна бетонная по форме может быть: круглой, квадратной, прямоугольной, что определяется сечением опоры.
В соответствии с производственной технологией:
1) Сборные бетонные колонны – производятся на заводе, транспортируются на объект, сравнительно недорогие, обеспечивают быстрый монтаж, высокую скорость высыхания раствора.
2) Монолитные колонны – непосредственно на объекте заливают в формы. Есть возможность контролировать качество укладки раствора, протекание смеси. Но изготовление таких элементов конструкции требует больших трудо- и временных затрат, довольно дорогостоящее.
При выборе типа колонны очень важно учитывать тип маркировки готового железобетонного изделия данного типа.
Маркировка колонн:
- Т1 – для фиксации бетонных консолей, установленных к основным колоннам перпендикулярно.
- С1 – для устройства решетчатых связей.
- Л1 – для монтажа лестничных пролетов с тремя маршами.
- Л – связывают лестницы с двумя маршами.
- П – используются в местах необходимости создания колонны под ригель (устанавливаются там, где есть поворот общего каркаса).
- СС – опора с 2-4 гранями для качественного крепления стенок жесткости.
- С – для закрепления разнообразных панелей, соприкасающихся со стенками жесткости.
- Т – бетонные колонны на торцах строений ограждающих панелей.
Изготовление колонны из бетона
Использование колонн из декоративного бетона нужно предусмотреть на этапе проектирования. Это делается для того, чтобы подобрать правильные пропорции и материалы в зависимости от их назначения.
Колонны из камня с железными несущими конструкциями могут быть использованы не только как архитектурное украшение. Их можно применить в проекте для поддержки элементов конструкции здания.
Декоративные колонны могут быть разными на вид, любого размера и формы. Их изготавливают из цельных и отлитых из бетона кусков.
Колонны из бетона на заказ изготавливаются в строгом соответствии с чертежами, составленными с учетом характера их эксплуатации и особенностей проекта. Готовые изделия окрашиваются краской по бетону. Ее в будущем понадобится периодически обновлять, так как верхний слой со временем осыпается и тускнеет.
Особенности устройства монолитных колонн
До того, как приступать к производству железобетонных опор, необходимо подготовить ровную площадку, позаботиться об инструментах и материалах, все разметить и рассчитать, потом выполнить все строительные работы. Требования к бетонному раствору просты – смесь должна быть пластичной и достаточно прочной.
Форма и сечение бетонных колонн, диаметр металлических стержней, марка бетона зависят от объемов воздействующей на элемент нагрузки (с учетом собственного веса опоры), климатических особенностей региона, этажности здания, назначения объекта.
В строительстве личного здания обычно квадратные опоры устанавливают там, где нужно забрать нагрузку перекрытий и передать ее фундаменту.
Создание монолитных колонн:
- Конструирование опалубки
- Монтаж металлического каркаса
- Заливка колонн бетоном, обеспечение нормальных условий для его высыхания
- Демонтаж опалубки после того, как бетонный раствор полностью высох и набрал прочность
Подготовка инструментов и материалов
Для качественного выполнения каждого из этапов работ по изготовлению колонн из бетона необходимо приготовить такие инструменты и приспособления: бетононасос, молоток, строительный уровень, прямоугольный уголок, деревянные распорки, шуруповерт, вибраторы, бетономешалка, рулетка.
Материалы: металлическая проволока, армированная сетка или металлические прутья, шурупы и гвозди, широкие доски, стальной прут, анкера, цемент, вода, известь, песок.
Бетонную смесь на объект поставляют в сухом виде либо готовят по рецепту: часть цемента, по две части гравия, щебня, песка, вода (в достаточном количестве, чтобы получить однородную пластичную смесь).
Установка опалубки
Опалубку сооружают с четырех сторон опоры, с нужными внутренними размерами. Для работ подходят доски, влагостойкая фанера. Щиты выравнивают вертикально по уровню, крепят шурупами или подкосами и деревянными распорками. Подкосы желательно заякорить опорными блоками в двух направлениях, что позволит не допустить сдвига. Уголком проверяют ровность прямых углов.
Если предполагается сооружать высокую бетонную колонну, опалубку выполняют и монтируют с трех сторон, а четвертую наращивают в процессе заливки раствора.
Многие производители предлагают купить уже готовые конструкции, сделанные из пластика, дерева, металла. Металлические обычно многоразовые, быстро и легко собираются/разбираются, гарантируют правильную геометрию. Деревянные делают из брусков и досок, но из них может быть выполнена лишь квадратная, прямоугольная форма. Круглые формы выполняют из пластика. Одноразовые создаются из картона, их форма может быть только цилиндрической.
Армирование
Для установки колонны из бетона используют вертикальную арматуру с диаметром от 12 миллиметров. Обычно это четыре или шесть стержней, расположенных в углах квадрата или прямоугольника. Если высота арматуры составляет более 3 метров, создают настилы шагов в 2 метра.
Каркас из арматуры собирают различными способами. Если создается квадратная монолитная бетонная колонна с небольшим весом и объемом, каркас собирается в будущую форму опалубки вручную методом кантования. Если же вес велик, то прутья вяжут на местах, устанавливая стержни по отдельности. Готовую конструкцию монтируют с использованием различных подпорок, досок.
Стержни в каркасе больше 2 метров между собой крепят металлической вязальной проволокой с шагом в 20-40 сантиметров. Капители стоит укрепить арматурной сеткой.
Бетонирование
Бетон для заливки делают обычно на месте, из цемента марки минимум М400, гравия, щебня, песка. Для работы не подходит раствор, который применяют для заливки фундамента, монолитных стен. Хорошим выбором станет бетон с подвижностью П2 (в частном строительстве), если же заливается густоармированная колонна (сооружение столбов для строительства завода, к примеру), используют бетон П4.
Рецепты существуют разные, вот еще один: часть песка, 4 части гравия или щебня, 1 часть цемента. В процессе бетонирования важно следить за неподвижностью каркаса и нахождением его на своем месте. В случае необходимости конструкцию корректируют и устанавливают строго вертикально.
Само бетонирование осуществляется послойно, толщина одного слоя должна быть равна 30-50 сантиметров, заливается, пока не схватился предыдущий слой. 5-7 сантиметров раствора до верха опалубки не доливают.
Когда бетонируют, обязательно следят за утрамбовкой смеси: можно выполнить специальным вибратором либо вручную, удаляя воздушные пробки простукиванием молотком опалубки или штыкованием металлическим прутом в раствор. Если колонны больше 5 метров, для усадки планируют технологические перерывы длительностью 40-120 минут.
Демонтаж опалубки
Срок набора прочности бетона составляет 28 дней с оптимальными температурными условиями плюс-минус в зависимости от окружающих условий – влажность, правильность ухода. В среднем период выстаивания колонн составляет до 10 дней летом, когда уже есть сформировавшиеся боковые грани и углы. Лишь тогда опалубку можно демонтировать. В процессе высыхания бетона (28 дней) запрещено выполнять любые работы, связанные с нагрузкой на колонну и ее основание либо близлежащие части конструкции.
Этапы строительства
Заливка колонн бетоном подразумевает наличие следующих строительных этапов
Опалубка для колонн: щит, анкер, подкос.
Работы по армированию
При обустройстве колонн обычно используется установка вертикальной арматуры диаметром в среднем 12 мм и более, состоящая из 4 основных штыков (стержней), размещаемых в форме квадрата (по его основным углам). Для удобства установки арматуры колонн высотой более 3 м необходимо через каждые 2 м по высоте оборудовать подмости с настилом шириной более 1 м с ограждениями высотой в пределах 0,8 м. Каркасные основания колонн можно собирать разными способами.
При небольших размерах, объемах и весе каркас колонн можно устанавливать в будущий короб опалубки, что производиться вручную, путем кантования готовой конструкции каркаса. Если диаметр арматуры не более 16-20 мм и он достаточно тяжелый, то целесообразней будет предварительно собрать основание каркаса, а затем вязать его на месте, устанавливая отдельные стержни. При размещении готового каркаса колонн и его дальнейшем раскреплении используют всевозможные подпорки и доски.
В течение проведения связочных (или сварочных) работ по установке вертикальных каркасов колонн желательно на их стержнях не стоять. Между собой арматурные стержни скрепляются специальными хомутами (металлической проволокой) на определенном расстоянии друг от друга, которое составляет обычно 40 см.
Установка опалубки
В обычных случаях собирается короб опалубки с необходимыми внутренними размерами (например, 25х25 см). Крепить следует очень тщательно. Опалубка монтируется с 4-х сторон подготовленной армированной колонны.
Устанавливаются деревянные распорки с кольями со всех сторон колонны. При высоких размерах колонны опалубка монтируется с 3-х сторон, а оставшаяся сторона наращивается в процессе бетонирования. Короб конструкции опалубки (из досок, фанеры и др.) обязательно выставляется по уровню и закрепляется шурупами для удержания бетонного раствора внутри. С помощью уголка проверяется соответствие прямых углов.
Бетонирование
Работа с бетоном имеет свои нюансы. При отливке колонн одним из главных параметров считается подвижность бетона. Для стандартных монолитных колонн применяется бетон с подвижностью П2-П3, а при заливке колонн густоармированных конструкций желательно использовать бетон со значением подвижности П4 или же выше. Подобного типа бетонную смесь еще называют литой бетон. Данный вид бетона довольно хорошо переносит процесс укладки в опалубку даже без привлечения различных вибраторов и бетононасосов. При проведении заливки бетона она постепенно наращивается.
Заливка бетона осуществляется равными горизонтальными слоями, уложенными обязательно в одном направлении. По мере заполнения опалубки бетонный раствор тщательно трамбуется. Самостоятельно трамбовать бетонную смесь можно с помощью металлического прута. Для уплотнения бетонной смеси применяют наружные или глубинные вибраторы. В домашних условиях избавиться от излишних пузырьков воздуха в бетоне поможет периодическое постукивание молотком по выставленной опалубке. Проводя процесс бетонирования колонн, необходимо постоянно контролировать и поправлять арматурный каркас, чтобы он был размещен по центру.
Заливаемая бетонная смесь может состоять из цемента марки М400 (1 часть), песок (2 части), гравий или щебень (с уровнем крупности не менее 20 мм в объеме 4-х частей) и вода до получения однородной массы необходимой консистенции. После завершения бетонирования колонн к ним крепится арматура с помощью анкерных болтов.
Снятие опалубки. Конструкция опалубки разбирается после того, как бетон наберется окончательной прочности.
Не следует также забывать, что для достижения своих свойств бетону необходим специальный уход, который предполагает создание оптимальных условий высыхания и уровень влажности.
