Бетон для фундамента

Бетон для фундамента

Любой монолитный железобетонный фундамент на определенном этапе его возведения требует заливки бетона – плотной смеси, в состав которой входит вода, вяжущее вещество (как правило, цемент), различные наполнители (щебень, песок и т.д.) и добавки. Роль бетона переоценить просто невозможно, поэтому всех самостоятельных строителей «загородного счастья» интересует не только то, какой бетон нужен для фундамента, но и какая конкретно марка бетонной смеси оптимально соответствует критерию «цена-качество». В этой статье, которая может утомить вас своей обширностью, мы поговорим о составе бетона, его качественных показателях, всевозможных коэффициентах, которыми индексируется товарный бетон. Также дадим рекомендации по использованию определенных марок бетона для конкретных случаев.

Из чего состоит бетон, и как компоненты бетонной смеси влияют на качество изделия

Прочный и долговечный строительный материал получают, замешивая бетонную смесь и укладывая ее в форму. Таким образом можно получить бетонное изделие любого размера и конфигурации, что выгодно отличает бетон от других материалов.

Бетонная смесь замешивается всего из нескольких основных компонентов:

1. цемент;
2. вода;
3. крупный заполнитель (щебень, гравий);
4. мелкий заполнитель (песок).

Цемент

Основу бетонной смеси составляет цемент. Хотя его на замес идет немного (по сравнению с остальными компонентами), он играет основополагающую роль в смеси.

Цемент — это порошкообразное вяжущее вещество водного твердения. При взаимодействии с водой запускаются реакции гидратации. Компоненты клинкера вступают в реакции не одновременно и с разной скоростью, образуя кристаллические соединения, отличающиеся высокой прочностью. Это объясняет тот факт, что бетону необходима высокая влажность на протяжении процесса твердения, то есть, до достижения расчетной прочности в возрасте 28 суток.

Вначале процессы отвердевания идут очень быстро, и критическая прочность (50—70% от расчетной) достигается уже через несколько дней.

Распалубочная прочность бетона наступает, в зависимости от состава смеси и условий твердения, примерно через 1—2 недели. По достижении расчетной прочности бетон продолжает отвердевать еще многие месяцы, но этот процесс очень медленный.

Цемент быстро теряет свои свойства, особенно, если он хранится в открытой упаковке. Из просроченного цемента не получится бетон с заявленной прочностью.

Необходимый для реакций гидратации компонент — вода. Основное требование к ней — чистота, поскольку примеси могут отрицательно сказаться на характеристиках готового изделия.

Обычно используют холодную воду, но в некоторых случаях вода может быть теплой, до 70°С. Подогретая вода и прогретые заполнители используются при бетонировании в холодное время года. Применяя специальные противоморозные добавки, можно эффективно работать с бетоном даже зимой.

Крупный заполнитель

Гравий и щебень включают в бетонные смеси в качестве заполнителей.

Щебень получают путем дробления горных пород, а гравий — это продукт природного разрушения горных пород. Поэтому форма и поверхность частиц щебня шероховатая и острая, в то время как гравий более гладкий и обтекаемый.

Крупный заполнитель повышает прочностные характеристики бетона.

Шероховатая поверхность лучше сцепляется с бетоном, поэтому щебень предпочтителен в качестве заполнителя; размер фракции выбирается в зависимости от назначения бетона.

В качестве заполнителей могут выступать известняк, доломит, керамзит и прочие компоненты.

Мелкий заполнитель

В качестве мелкого заполнителя в бетонной смеси используется песок.

Обычно применяется речной песок крупных и средних фракций. Он должен быть чистым и свободным от примесей и мусора, которые могут снижать качество бетона.

Пропорции бетона для фундамента в ведрах, как их рассчитать

На строительной площадке небольшого дома или коттеджа не только дозаторы, но и весы не встречаются. Поэтому, соотношения по весу не очень приемлемы для приготовления бетона для основания, вряд ли кто будет взвешивать каждую лопату в руках или тележку. Проще перемерять объемами. Можно воспользоваться несколькими способами:

Соотношение песка и щебня к одной части цемента по объему

Основываясь данными таблицы, при приготовлении, например, бетонного раствора марки М200 на одно ведро цемента необходимо взять 2,5 ведра песка и 4,2 ведра щебня. Снова отметим, эта таблица рассчитана на самые распространенные заполнители их марки при желании сэкономить или использовании нестандартных составляющих нужно использовать более точные методы расчета.

Расчет бетона для заливки ленточного фундамента

Схема фундамента из шпал.

Требуется получить раствор марки М300 в количестве 10 кубов, подвижность которого будет составлять П2, т. е. осадка конуса для этой смеси – до 50 мм. Для замешивания раствора потребуются следующие компоненты:

• портландцемент М400, плотность которого составляет 3000 кг/м³;
• песок средней фракции с плотностью в 2500 кг/м³;
• щебень с фракцией примерно в 25 мм и плотностью в 2700 кг/м³.

Водоцементное соотношение массы бетона для заливки ленточного фундамента составляет 0,53. Это означает, что для выполнения работы потребуется 195 л воды (0,195 м 3 ) для одного куба бетона. Количество цемента следующее: 195/0,53=368 кг.

Теперь надо определить объем щебня и песка: 1-((368/3000)+0,195)=0,682 м 3 , или 682 л. Содержание песка во всей смеси должно составлять 0,46, т. е. 46%. Исходя из этого, можно получить объем требуемого песка: 682*0,46= 313,7 л (0,314 м 3 ). Для получения количества щебня надо отнять от общего объема всего наполнителя объем песка: 682-313,7=368,3 л (0,368 м 3 ). Так как объем и плотность известны, то можно получить и массу: 0,314*2500 = 785 кг песка и 0,368*2700=993,6 кг щебня.

Для заливки будущего ленточного фундамента необходимо взять такое количество ингредиентов:

• цемент – 368 кг;
• вода – 195 л;
• песок – 785 кг;
• щебень – 993,6 кг.

Получить в итоге нам надо 10 кубов, полученные значения просто умножаются на 10. Массовое соотношение будет следующим: 368:785:993,6 = 1:2,1:2,7.

После этого можно воспользоваться специальными таблицами, которые позволяют проверить, насколько полученные данные отвечают требованиям. Согласно этим данным нормированный минимальный расход для бетона марки М300 при осадке конуса в 50 мм из цемента с маркой М400 составляет 355 кг, т. е. количество в 368 кг вполне удовлетворяет всем условиям.

Расчет для одного замеса

Схема замешивания раствора бетона.

Когда известны объемы для всех ингредиентов, надо рассчитать их количество для 1 замеса. Например, для работы используется бетономешалка, объем которой составляет 500 л. Количество компонентов для приготовления всей смеси и пропорциональное соотношение уже известны.

• объемный вес для песка – 1600 кг/м³;
• объемный вес для щебня – 1500 кг/м³;
• объемный вес для цемента – 1300 кг/м³.

Сначала требуется определить выход для бетона:

После этого можно получить количество каждого компонента, требуемого для 1 замеса при объеме бетономешалки в 500 л:

• щебень: 500*0,6+13*993,6/1000=304,5 кг;
• песок: 500*0,613*785/1000=240,6 кг;
• вода: 500*0,613*195=59,8 кг;
• цемент: 500*0,613*368/1000=112,8 кг.

Так подсчитываются все данные необходимые для заливки ленточного фундамента. Именно правильное проведение всех расчетов позволяет подготовить качественную смесь, обеспечить надежность и прочность всей конструкции. Для работы надо использовать специальные табличные данные, отображающие нормированный расход, плотность компонентов, водоцементное соотношение.

Общие сведения

В состав раствора, который используют для заливки фундамента входят такие компоненты:

• цемент;
• песок;
• гравий или другие виды щебня в качестве наполнителя;
• вода;
• различные добавки, такие как пластификаторы и тому подобное.

Пропорции цемента, песка и других составляющих бетонного раствора для заливки фундамента зависят от типа материала, который вы используете, и его свойств. Поэтому дальше мы коротко мы разберем как выбрать качественный цемент и каким должен быть песок и гравий.

Выбираем качественный цемент

Качественный цемент — это залог долговечности и прочности фундамента, поэтому стоит уделить этому вопросу внимание. Важно иметь хотя бы общее представление о маркировке, которая есть на мешках. То есть вам нужно отличать и понимать что такое М300 и М400.

Итак, какие есть маркировки?

М — указывает на максимальные прочностные показатели цемента.

М600 называют «военным» цементом, поскольку его используют для строительства различных бункеров и прочих укреплений, но такой цемент вам явно не понадобится.

Традиционно используют М300 для большинства строительных работ.

В зависимости от этого показателя изменяются также и соотношение песка и цемента, которое нужно давать в раствор.

Помимо этого есть такие обозначения ЦЕМ І и ЦЕМ ІІ. В первом случае добавок в составе цемента нет, а во втором — есть и должно быть указано какие именно и в каком количестве.

Виды щебня

Различные виды щебня используют в качестве наполнителя. Они помогают создать прочный и морозостойкий фундамент.

Существуют такие виды щебня:

• гранитовый — камень из твердой горной породы, имеет широкое применение в строительных работах, есть различные фракции;
• известняковый — получается путем дробления известняка, в основном используется во время дорожных работ;
• гравийный — в результате дробления горной скалы или просеивания карьерной породы и получается такой щебень, уступает по прочности гранитному щебню;
• шлаковый — отходы во время литейных процессов, имеет невысокую цену, поэтому и пользуется некоторой популярностью;
• вторичный — переработанный на щебень строительный мусор, самый дешевый и сердитый материал.

Это общая информация к размышлению, скажем так. Но для заливки фундамента лучше всего подойдет или гранитный или гравийный щебень. Гравийный щебень имеет меньшую прочность, но при этом и стоит дешевле по сравнению с гранитным.

Поэтому для заливки фундамента для больших построек лучше использовать более прочный гранитный щебень.

Фракции щебня

Это еще один момент, на который стоит обратить внимание.

Есть различные фракции, но чаще всего используются 20х40 или 10х20. Чем массивнее здание, тем крупнее щебень рекомендуют использовать. То есть фракция 10х20 подойдет для зданий средней величины, но для постройки больших размеров потребуется 20х40.

Выбираем песок

Несколько советов как выбрать подходящий песок для заливки фундамента:

• обращайте внимание на его влажность, поскольку этот фактор влияет на то, сколько воды потом понадобится для разведения готового раствора. Песок не должен быть настолько влажным, что из него можно слепить снежку, скажем так.
• песок должен быть чистым, то есть не содержать различных примесей, таких как гравий, трава, земля и тому подобное. Все эти примеси необходимо удалить, так что такой некачественный песок нужно будет просеять.
• многие опытные строители отдают предпочтение именно карьерному песку, поскольку в нем много частичек имеют острые грани, которые позволяют достичь лучшего схватывания и более прочного раствора в конечном итоге.

Свайный и столбчатый тип фундамента

Соотношение песка, щебня и цемента для свайного и столбчатого фундамента не изменяется. Главное отличие от двух других типов фундамента — фракции щебня должны быть минимальных размеров, так как стесненные условия в формах для заливки будут способствовать образованию пустот. Чтобы уменьшить количество пустот, заливаемый раствор изготавливается более жидким, для этого объем воды несколько увеличивается.

Расчет необходимого песка цемента воды и гравия производится по следующей формуле:

Высоту столба нужно умножить на радиус в квадрате и на число Пи, чтобы получить необходимый объем бетона на один столб. В целом, для столба с высотой в 1 метр и диаметром в 25 см, расчет будет примерно такой.

0,25 м возводим в квадрат и получаем 0,062
1*0,062*3,14 = 0,1946

Немного округлив получим, что на одну колонну необходимо 0,2 м3 бетона, затем это число умножается на количество заливаемых колонн, чтобы получить общую итоговую сумму.

Заливаемый бетонный раствор тщательно трамбуется. Так как проколоть арматурой такую заливку невозможно, именно от протрамбовки зависит отсутствие пустот и пузырьков воздуха в колонне фундамента.

От чего зависит состав бетона для фундамента

Не всегда имеется возможность заказать готовый бетон, из-за различного рода трудностей. В этом случае придется готовить бетон для фундамента самостоятельно, а для того чтобы приготовить качественную смесь, необходимо строго соблюдать пропорции всех компонентов.

Так какой же должен быть состав бетона для фундамента, чтобы придать ему максимальную прочность и надежность на протяжении всего времени эксплуатации постройки?

Ответить однозначно на этот вопрос не получится, потому что многое зависит от используемых компонентов, типа фундамента, области его применения, влажности грунта, а также многих других факторов.

О том, как залить фундамент и сэкономить на этом мы уже говорили, и повторяться не будем, сегодня же рассмотрим компоненты из которых состоит бетон, а также их точные пропорции.

Основные компоненты, входящие в состав бетона

Как правило, в бетоне хорошего качества должны присутствовать следующие компоненты:

1. Цемент
2. Песок (речной или мытый)
3. Щебень (гравий)
4. Вода
5. Различные добавки

Основным связующим звеном в бетоне является цемент. Он, с помощью воды, связывает отдельно взятые зерна песка в единую сметанообразную массу – раствор. Цемент бывает различных видов и марок, самые популярные – М400 и М500, о них и пойдет речь дальше. Также в продаже встречаются марки М200 и М300, но они редко используются в частном строительстве.

Следующий компонент – песок. Он, как уже говорилось, необходим, для разбавления цемента и получения раствора. Используемый песок не должен содержать в себе различных примесей, растительности и посторонних предметов. Поэтому желательно использовать «мытый» песок или речной. Самый распространенная примесь в песке — глина или известь. Если в песке присутствуют комки или камни, необходимо его просеять.

Такая примесь в песке, как глина, например — не позволит уложенному бетону дать полную усадку до момента его начального затвердевания. Таким образом, уже относительно твердый бетон будет продолжать усаживаться, что приведет к наличию в нем трещин.

Щебень, или как его называют, гравий – основной компонент, входящий в состав бетона для фундамента и являющийся его основой. Другими словами – щебень для бетона, это как кирпич для кирпичной стены. Он бывает различной фракции (размер одного камня) от 5 мм, зависящей от назначения будущей бетонной конструкции. Средний размер фракции, используемой в бетоне для фундамента — (5 – 10) мм или (10 – 20) мм.

Часто щебень в бетоне заменяется другими компонентами, такими как керамзит, шлак и т.п., но такой бетон не применяется для фундаментов, поэтому рассматривать мы их не будем.

Вода – не заменимый компонент, без нее не проходит ни одна стройка. Вода является элементом, с помощью которого все остальные сухие компоненты перемешиваются. Так же вода участвует в процессе твердения бетона, поэтому ее тоже необходимо добавлять, соблюдая пропорции. Водой необходимо запастись заранее, потому что во время заливки, носить ее из-за пределов строительного участка просто не будет хватать времени.

Различные добавки используются в бетоне для улучшения его характеристик, как во время твердения, так и в конечном итоге. Другими словами – если, например, Вам необходима ленточного заглубленного фундамента, тогда в бетон добавляются морозостойкие добавки, если необходимо получить пластичную бетонную массу, то добавляются различные пластификаторы. Так же добавки могут быть для ускорения твердения, для увеличения конечной прочности и многие другие.

Готовим правильный раствор

Чтобы получить состав нужной вязкости, соблюдают определенные пропорции во время его приготовления. Соотношение равняется 1/3/5, где 1– цемент, 3 – песок, 5 – щебень.

Использование добавок позволит получить определенный вид цементного раствора: быстрозастывающий, гидрофобный, пуццолановый, цветной, сульфатостойкий, пластифицированный и т. д. В данном случае применяются разные марки от М 100 до М 600. Но чтобы получилась, например, смесь М 400, необязательно использовать цемент этой же марки.

Ниже приведена таблица соотношений, которая поможет в расчетах:

Если разводить цемент М 400 четырьмя ведрами воды в пропорции 1:4, то получится смесь М 100, а для приготовления раствора М 100 из М 500 добавляют пять ведер, то есть 1:5.

Чтобы приготовить бетон марки М 300 и М 400, вес компонентов должен превышать массу воды наполовину.

Если требуется получить 1 куб бетона (это V куба, каждая из сторон которого равна 1 м), то соотношение должно быть таким: полкуба песка, 0,8 щебня и наполнитель. Количество последнего зависит от целей, для которых требуется бетон. Учтите, что чем меньше раствор содержит цемента, тем более подвижным он получится. Важно знать, что на один куб нельзя закладывать цемента свыше 350 кг (это 7 мешков), увеличение нормы может спровоцировать разрушение.

Цена за куб цемента разная, чем выше марка, тем больше стоимость.

Советы специалистов

Профессионалы рекомендуют заниматься заливкой фундамента только в теплое время года, то значительно сокращает ваши собственные трудозатраты и экономит время. Для закладки фундамента зимой необходимо не только использовать теплую воду и специальные добавки. Сам бетон, непосредственно залитый в опалубку, придется также подогревать. При отрицательных температурах вода замерзает. Схватится она и в бетонном растворе, что приведет к тому, что превратившись в лед, она разбухнет и станет причинной разрушения фундамента.

Кроме того, специалисты рекомендуют для удобства выдерживать пропорции бетона в вёдрах. Например, для приготовления раствора брать 2 ведра цемента, 2 ведра щебня и 6 ведер песка. Бетон, приготовленный в правильном соотношении, будет обладать всеми прочностными характеристиками.