В строительстве широко применяется такой материал, как бетон. Его получают искусственно, путем смешивания 4-х основных компонентов: цемента, песка, щебня или гравия, воды.
Иногда для улучшения качественных характеристик в готовую смесь добавляют специальные средства, например, пластификаторы.
Компоненты бетона для фундамента - состав
Соотношение компонентов зависит от их:
- качества;
- влажности;
- марки цемента.
Например, используя марку цемента М400 для приготовления бетона М350, понадобится взять на одну часть цемента 1,2 части песка и 2,7 части щебня. Для той же марки раствора М350, но при использовании цемента М500, соотношение компонентов меняется на такое: одна часть цемента к 1,6 частям песка и 3,2 частям щебня (см. таблицу 1 и 2).
Таблица 1. Соотношение компонентов раствора при использовании марки цемента М400
| Марка | Массовый состав, Ц:П:Щ (кг) | Объемный состав на 10 литров цемента, П:Щ (л) | Количество раствора из 10 л цемента (л) |
| М100 | 1:4,6:7,0 | 41:61 | 78 |
| М150 | 1:3,5:5,7 | 32:50 | 64 |
| М200 | 1:2,8:4,8 | 25:42 | 54 |
| М250 | 1:2,1:3,9 | 19:34 | 43 |
| М300 | 1:1,9:3,7 | 17:32 | 41 |
| М350 | 1:1,2:2,7 | 11:24 | 31 |
| М400 | 1:1,1:2,5 | 10:22 | 29 |
Таблица 2. Соотношение компонентов раствора при использовании марки цемента М500
| Марка | Массовый состав, Ц:П:Щ (кг) | Объемный состав на 10 литров цемента, П:Щ (л) | Количество раствора из 10 л цемента (л) |
| М100 | 1:5,8:8,1 | 53:71 | 90 |
| М150 | 1:4,5:6,6 | 40:58 | 73 |
| М200 | 1:3,5:5,6 | 32:49 | 62 |
| М250 | 1:2,6:4,5 | 24:39 | 50 |
| М300 | 1:2,4:4,3 | 22:37 | 47 |
| М350 | 1:1,6:3,2 | 14:28 | 36 |
| М400 | 1:1,4:2,9 | 12:25 | 32 |
Характеристики бетона
В основном бетон характеризуют по водоцементному соотношению (В/Ц). Считается, чем меньше воды, тем прочнее раствор. Нормативное соотношение воды и цемента равно 0,2. Однако такой материал имеет низкую пластичность. Большое количество воды ухудшает его прочность. Поэтому строители доводят смесь до соотношения, равного значению 0,3-0,5. Для удобства расчетов и недопущения ошибок разработаны вспомогательные таблицы (см. таблицу 3).
Таблица 3. Водоцементное соотношение
| Марка цемента | Марка раствора | |||||
| 400 | 300 | 250 | 200 | 150 | 100 | |
| 300 | - | 0,40 | 0,50 | 0,55 | 0,65 | 0,75 |
| 400 | 0,40 | 0,50 | 0,56 | 0,63 | 0,75 | 0,85 |
| 500 | 0,46 | 0,60 | 0,64 | 0,71 | 0,85 | - |
| 600 | 0,50 | 0,63 | 0,68 | 0,75 | 0,95 | - |
Класс бетона говорит о том, что в 95% случаях он соответствует определенным классом характеристикам. Класс обозначается буквой В и цифрой, которая показывает, какое давление может выдержать бетон. Измеряется в мегапаскалях.
Марка показывает предельную прочность на сжатие. Обозначается буквой М и измеряется в кгс/м2 (таблица 4).
Таблица 4. Соответствие марки бетона по прочности его классу
| Класс | Соответствующая марка |
| B3,5 | М50 |
| B5 | М75 |
| B7,5 | М100 |
| B10 | М150 |
| B12,5 | М150 |
| B15 | М200 |
| B20 | М250 |
| B22,5 | М300 |
| B25 | М350 |
| B27,5 | М350 |
| B30 | М400 |
| B35 | М450 |
| B40 | М550 |
| B45 | М600 |
| B50 | М700 |
| B55 | М750 |
| B60 | М800 |
| B65 | М900 |
| B70 | М900 |
| B75 | М1000 |
| B80 | М1000 |
Удобоукладываемость бетона П характеризует его жесткость. Он делится на подвижный, жесткий, сверхжесткий. Жесткость определяют скоростью его стекания со стен специального конуса. Таким образом, подвижный бетон обладает наименьшей жесткостью – 4 секунды держится на внутренней поверхности конуса, жесткий – от 5 до 50 с, сверхжесткий – больше 50 с.
Морозостойкость F имеет значения от 50 до 1000. Эта характеристика показывает, какое количество циклов замерзания-оттаивания способен выдержать бетон. Чем выше значение, тем более он устойчивый к морозам.
Водонепроницаемость W характеризует свойство бетона выдерживать давление воды. Самый низкий показатель равен 2, самый высокий - 20.
Состав бетона для фундамента
Можно купить готовый бетон на заводе или сделать самостоятельно. В последнем случае стоит учитывать, что фундамент – это несущая конструкция, поэтому экономить на нем нельзя. Для фундамента используется тяжелый бетон, приготовленный из цемента марки М400 или М500. Цемент заранее покупать не надо, потому что он может простоять максимум 2 недели без потерь своих свойств, так как способен быстро впитывать влагу и портиться.
Щебень должен быть мелких размеров, чтобы камни лучше заполнили внутреннее пространство будущего фундамента. Щебень и песок обязательно надо промыть. Органических осадков на них должно быть не больше 5%. Сухую смесь тщательно перемешивают до однородного состояния и только потом добавляют воду. Приблизительные пропорции цемента, песка и щебня или гравия 1:3:5. Для получения качественной смеси рекомендуют использовать бетономешалку. На один кубический метр расходуют 125 литров воды. Вода должна быть чистой, без примесей.
Когда смесь готова, ее выкладывают в опалубку. Бетон обязательно трамбуют, нельзя допустить в его составе пузырьков воздуха, иначе прочность фундамента будет плохой. Трамбуют специальной виброрейкой или обычным арматурным прутом. Прут максимально глубоко погружают в смесь и прокручивают, создавая воронку. Обязательно проработать так всю поверхность раствора.
Для прочности фундамента используют не только качественный тяжелый бетон. В незастывшую смесь вставляют металлические пруты более чем на 5 см. Сцепление бетона с арматурой увеличивает прочность и надежность фундамента. При этом надо помнить, что для каждого вида основания есть свои нормы по созданию армирующей сетки. Правило «Чем больше, тем лучше» действует до тех пор, пока не нарушены эти нормы. Следует учитывать не только частоту погружения арматуры в раствор, но и ее диаметр.
Так как готовый бетон надо использовать в течение часа, то надо заранее сделать следующее:
- подготовить металлический или деревянный лоток для переноса;
- построить опалубку;
- проследить за тем, чтобы не было проблем при подаче материала.
Когда раствор залит, утрамбован, его оставляют на некоторое время для застывания. Его поверхность может быстро схватиться, но внутри он будет сырой. В жаркое время бетон первые дни смачивают водой, чтобы не было трещин. Чтобы проверить, застыл ли бетон, на ночь его накрывают полиэтиленовой пленкой или рубероидом. Если наутро пленка будет запотевшей, значит, он еще не высох.
Расчет бетона для разных видов фундамента
Большое значение имеют точные расчеты количества бетона для фундамента. Так как материалы со временем теряют свои первоначальные свойства, то нет смысла покупать их больше чем нужно. Нехватки материала на стройплощадке тоже не должно быть, потому что фундамент заливают полностью за один раз.
Различают несколько видов фундамента:
- плиточный;
- ленточный;
- столбчатый;
- свайно-набивной.
Расчеты объема бетона для плиточного фундамента самые простые. Такой фундамент является цельной плитой, то есть прямоугольником. Для того чтобы узнать, сколько материала потребуется для заливки, надо длину плит умножить на ее ширину и высоту. Например, длина плиты 15 м, ширина 7 м, а высота 0,3 м. Итого, требуемый объем равен 31,5 м3. Плиточный фундамент трамбуют по все площади с шагом 50 см.
Чтобы определить количество раствора для ленточного фундамента, можно посчитать каждую ленту отдельно и потом суммировать полученные данные. Объем должен считаться так: длина ленты умножается на ее ширину и высоту. По факту материала получится больше чем надо, потому что угол ленты считается два раза. Бетон заливается в ленты не за один раз, а в несколько слоев. Трамбовать и выравнивать его надо отдельно на каждом слое. Чтобы выпустить воздух из бетона, медленно втыкают прут с шагом 1-3 м вдоль всего фундамента.
Расчет бетона для столбчатого фундамента похож на предыдущие. Поперечное сечение столбиков квадратное или прямоугольное, поэтому объем считается как высота*длина*ширина или высота*(сторона квадрата)2. Полученный объем умножается на общее количество столбиков.
Свайно-набивной фундамент отличается небольшой сложностью подсчетов. Для начала надо высчитать площадь поперечного сечения (S=3,14*r2), потом умножить ее на высоту сваи и на количество всех свай. Например, внутренний диаметр сваи 30 см, тогда площадь равна 3,14*0,152=0,07 м2. Должно быть 4 сваи высотой 2,5 м. Объем бетона будет 0,07*2,5*4=0,7 м3.
Во всех 4-х случаях полученный объем надо умножить на коэффициент усадки бетона. Самостоятельно высчитать его очень сложно, но он всегда указан на упаковке купленной смеси. Если цементный раствор самодельный, то полученное число надо немного округлить в большую сторону.
Итак, для надежного и крепкого фундамента следует использовать цемент марки не ниже М400, очищенные от органических примесей песок (лучше всего речной) и щебень, чистую воду. Экономить на материалах не стоит. Перед покупкой материалов надо провести точные расчеты. Это можно сделать самостоятельно по формулам, с помощью онлайн-калькуляторов, специальных компьютерных программ или квалифицированного специалиста.
Эти расчеты помогут определить, что экономически выгоднее: купить готовый бетон или сделать самому. Залитая смесь, в среднем, сохнет месяц, в зависимости от площади фундамента. Ее обязательно надо трамбовать и выпускать воздух. Структура фундамента не должна быть рыхлой.
