Большая трудоемкость бутовой кладки и потребность для этой работы высококвалифицированной рабочей силы приводят к тому, что во многих случаях бутовая кладка вытесняется бутобетоном, представляющих собою промежуточную конструкцию между бутовой кладкой и бетоном. Между двумя этими видами конструкций существует несколько промежуточных разновидностей, которые создают постепенный переход от бетона в бутовой кладке, почему термин «бутобетон» не всегда понимается одинаково.
Для уточнения терминологии отметим главнейшие переходные разновидности состава бутобетона:
- бетон;
- бетон с крупным заполнителем;
- бетон с изюмом;
- бутобетон;
- бутовая кладка «под залив» (бутобетон на растворе);
- бутовая кладка «под лопатку»;
Особенностью бетона для обычных бетонных и железобетонных конструкций и бетона с крупной щебенкой (до 20 см), применяемого для крупных массивов гидротехнических сооружений, является отбор гранулометрии инертных с постепенным переходом крупности от вяжущего до самой крупной щебенки, что обеспечивает высокую прочность бетона. Бетон с крупным заполнителем готовится в бетономешалке большой емкости. Бетон с изюмом представляет собой бетон с непосредственной укладкой в массив крупных булыг в количестве до 25-30% от общего объема массива. Этим достигается экономия цемента. Однако крупные включения камня в составе бутобетона с отличающимся модулем упругости от бетонной массы нарушают нормальные потоки силовых линий и вызывают неравномерность передачи давления, что ведет к снижению прочности бетона. Такой вид бетона экспериментально недостаточно изучен. Предполагают, что падение прочности в нем доходит до 20-30°/%.
Следующей разновидностью является собственно бутобетон. Бетон готовится с большим количеством песка, чем обычно. В опалубку укладывается слой такого бетона толщиной 15-20 см. В него наполовину утапливается ряд бутового камня с плотным заполнением по возможности всех пустот камнем. На этот ряд камня укладывается новый слой бетона, который заполняет промежутки и пустоты и покрывает камень. Затем утапливается наполовину следующий ряд камня и опять покрывается слоем бетона и т. д. В результате такого способа укладки бутобетонный массив включает в себе на 1 м3 до 0,8 м3 бутового камня (по обмеру в штабеле) и до 0,55 м3 бетона. Этот вид кладки как по расходу цемента, так и по прочности является промежуточным между бетоном и бутовой кладкой.
Если требуется кладка низкой прочности, то в бутобетоне вместо бетона целесообразно примените раствор. В опалубку набрасывается плотно ряд бутового камня и заливается жидким раствором. На него укладывается и опять заливается следующий ряд и т. д. Такой вид кладки был известен и раньше под названием бутовой кладки “под залив“. На него распространяются формулы для определения прочности, выведенные для бутобетона (на бетоне), однако ввиду малых прочностей жидкого раствора прочность кладки под залив получается ниже.
На графике рис. 1 сопоставлена прочность бутовой кладки из рваного (рис. 1, а) и постелистого (рис. 1, б) бута различной прочности и бутобетона при эквивалентной прочности раствора.
Рис. 1. Сравнение прочности бутобетона и бутовой кладки из рваного и постелистого камня при одинаковой прочности раствора и бетона (R2)
Перевод прочности раствора потребовался потому, что в бутобетоне на растворе применяется жидкий раствор, который при том же составе вяжущего и песка вследствие повышения водоцементного отношения будет показывать более низкую прочность. Прочность бутобетонной кладки зависит в основном от прочности бетона или раствора и в меньшей степени от прочности камня. Общая формула прочности кладки здесь не подходит. Сравнительно немногочисленные опыты, которые были проведены по испытанию бутобетонной кладки в лаборатории каменных конструкций ЦНИПС, еще не дают исчерпывающего решения вопроса о прочности бутобетонной кладки, но все же позволили составить предварительную формулу, действительную в некоторых средних пределах прочности R2 и R1 (при R2≤70 кг/см2):
R = BR2 и B = 150/(75+R2) - α.
В этих формулах R2 - марка бетона или раствора, а - эмпирический коэффициент, зависящий от марки камня. Из опытов получены следующие значения а:
- марка камня более 500: α = 0,33;
- марка камня менее 500: α = 0,43;
- для кирпичного лома: α= 0,63
Сопоставление прочности бутобетона и бутовой кладки приводит к выводу, что при рваном камне, особенно при мелком рваном камне, всегда прочнее бутобетон при одинаковой марке раствора или бетона. При постелистом буте высокой прочности на слабых растворах прочнее бутовая кладка и только при высоких марках бетона оказывается прочнее бутобетон.
Бутобетонная кладка
Бутобетонная кладка представляет собой бетонную смесь с втопленными в нее бутовыми камнями (рис. 3, б Кладка из бутового камня). Для нее используют малоподвижную бетонную смесь (с осадкой конуса 3...5 см) и камни размером не более 30 см, но не более 3 толщины конструкции. Процесс кладки состоит из укладки слоя бетонной смеси высотой около 20 см и втапливания в нее бутового камня. Затем операцию повторяют до достижения проектной высоты конструкции. По верху последнего слоя камней целесообразно уложить покрывающий слой бетонной смеси с уплотнением ее поверхностными вибраторами.
Для обеспечения требуемой плотности, монолитности и прочности кладки, при производстве, количество втапливаемых камней не должно превышать 50% объема возводимой конструкции и камни должны располагаться на расстоянии 4...5 см друг от друга и от наружной поверхности конструкции.
По технологии, бутобетонную кладку выполняют в опалубке (в отдельных случаях фундаменты можно сооружать в распор со стенками траншеи) поярусно. Последовательность установки наружной и внутренней опалубок и заполнения их идентична аналогичным операциям при возведении стен из монолитного бетона. Кладку ведет звено каменщиков-бетонщиков из 8 человек:
- 2 человека монтируют и демонтируют опалубку
- 2 человека подготавливают камень и транспортируют его к месту укладки
- 2 человека укладывают бетонную смесь
- 2 человека втапливают камни.
Бутобетонная кладка имеет большую прочность и менее трудоемка по сравнению с бутовой кладкой, но приводит к увеличению расхода цемента.
