Пропорции и состав бетона на фундамент

Технология бетонирования – простейший вариант изготовить фундамент любой конфигурации, не уступающий свойствами природному камню. При этом крайне важны пропорции ингредиентов бетона, поскольку они влияют на процесс формирования цементного камня – гидратацию.

Состав бетонной смеси

Природный камень обладает высоким ресурсом, однако сложно обрабатывается. Поэтому обычно изготавливают фундамент из бетона, которому можно придать нужную форму перед отвердеванием. Смесь состоит из компонентов:

• вяжущее – молотый клинкер с добавлением гипса (портландный цемент) и вода
• наполнитель – песок и щебень

Зависят пропорции указанных материалов от нескольких факторов:

• качество сырья – при использовании гранитного щебня повысится морозостойкость и прочность, из гравийной крошки получится конструкционный материал со средними характеристиками, доломитовую породу в фундаментах лучше не использовать

  

  Качество строительного песка

• проектная прочность – при одинаковом соотношении (В/Ц/Щ/П) 0,5/1/5/3 использование цемента М500 позволит получить марку бетона М350, из бюджетного вяжущего М400 получится бетон марки М200

  

  Испытание бетона на прочность

• геологические условия – при эксплуатации подземных конструкций во влажных грунтах требуется максимальная влагостойкость

  

  Карта геологических изысканий участка

Кроме перечисленных материалов в смесь добавляют пластификаторы, ускорители/замедлители твердения, антифризы и прочие химреагенты.

Процесс гидратации

Реакция образования цементного камня – необратимый процесс, начинающийся при контакте вяжущего с водой. В первый месяц бетон набирает больше 90% прочности, оставшийся процент во время всего эксплуатационного ресурса. Поэтому при нормальной заливке и уходе в первые трое суток фундамент можно нагружать через 3 – 28 дней в зависимости от погоды, со временем он будет становиться прочнее.

Увеличивают пропорции воды при замешивании бетона намеренно:

• если использовать жидкость в соотношении ¼ от веса цемента, которого уже достаточно для гидратации, бетон получится жестким, его сложно распределить и уплотнить внутри опалубки
• поэтому количество воды увеличивают до 50 – 70% от массы вяжущего

Рекомендуемое водоцементное соотношение для фундаментов малоэтажных построек 0,5 – 0,8. Например, на сухих почвах (УГВ ниже 1,2 мот подошвы плиты, ленты МЗЛФ) можно добавить жидкости по максимуму.

На влажных грунтах (болото, высокий УГВ или прибрежная зона) В/Ц снижают до 0,4 единиц, чтобы повысить водонепоницаемость конструкционного материала без специальных добавок. Одновременно увеличится и морозостойкость подземной конструкции.

Избыточная влага испаряется из бетона уже после формирования кристаллической решетки. Поэтому, чем больше воды вылито в бетономешалку для удобоукладываемости, тем больше пор останется внутри фундамента, снизится его пространственная прочность.

Внимание: При необходимости плотность смеси повышают каменной мукой, добавляемой вместо части мелкого заполнителя – песка.

Технология замешивания

Рекомендуется бетонировать фундамент в один прием, независимо от его конструкции (лента, плита). Исключением являются конструкции из нескольких элементов:

• кессонная плита – вначале бетонируется подвал, затем заливается сама плита
• ростверк на сваях – из свай выпускают арматурные прутки, обвязывают их с каркасом ростверка
• чашеобразная плита – из плиты под капитальными стенами выступают вертикальные стержни, вмуровывающиеся в цокольную часть
• столбчато-ростверковый фундамент – оголовки столбов вмуровываются в балки ростверка
• перевернутая чаша без утеплителя – после заливки ребер жесткости внутреннее пространство засыпается песком, плита отливается на этом подстилающем слое

  

  Технология замешивания бетона

Индивидуальный застройщик обычно арендует бетоносмеситель или покупает бытовую бетономешалку малого объема. Поэтому пропорции остаются неизменными, технологии замешивания несколько отличаются:

• для больших объемов барабана – 20% воды, весь цемент и песок, щебень добавляется позже в полном объеме, остатки воды заливают на последнем этапе
• для бетономешалок малого объема – сухое перемешивание всего песка и цемента, 2/3 щебня, добавление жидкости, затем оставшегося щебня

Внимание: Максимально допустимый срок вращения бетономешалки 90 минут. После этого начинается формирование цементного камня и испарение воды, добавлять которую в барабан запрещено. На практике достаточно 2 – 3 минутного перемешивания, после чего бетон можно распределять внутри опалубки.

Соотношение компонентов

При замешивании бетона нужной марки/класса прочности индивидуальному застройщику следует ориентироваться на таблицу, взятую из СП 63.13330, приведенную ниже:

В ней указана дозировка воды, вяжущего и наполнителей, как в объемных, так и массовых единицах. Поэтому домашний мастер может взвешивать материалы или насыпать их ведром.

Внимание: Соотношения в данной таблице приведены для нормальных условий. Если фундаменты заливаются в межсезонье, необходимы противоморозные добавки, на мокрых почвах следует применить реагенты, повышающие влагонепроницаемость конструкции (например, Пенетрон Адмикс).

Выбор материалов

Фундамент должен содержать, не только рекомендованные пропорции компонентов бетона, но и создаваться из качественных материалов. Например, пролежавший, даже с соблюдением условий хранения, больше двух лет цемент теряет свойства наполовину. Высокий процент глины в песке приведет к раскрытию микротрещин зимой. Лещадный щебень резко снижает прочность конструкции, а высокий радиофон гранитной крошки опасен здоровью жильцов.

Вода

Чтобы фундамент не рассыпался после распалубки, нужно использовать воду из проверенных источников (водопровод, скважина, колодец). Жидкость из природных водоемов следует очистить или отдать пробы в лабораторию. Пропорции полностью зависят от количества цемента, составляют 40 – 70% о массы.

Внимание: Подвижность бетона для распределения внутри опалубок сложной конфигурации лучше повышать Суперпластификатором. Запрещено добавлять воду в начавшийся схватываться бетон.

Щебень

В зависимости от используемой породы, из которой дробился щебень, фундамент будет иметь примерно одинаковые с камнем характеристики:

• доломит (известняк) – пригоден только для неответственных фундаментов, имеет бюджетную цену и очень низкую прочность, морозостойкость, водонепроницаемость
• гравий – средние показатели качества/стоимости
• гранит – стоит дорого, обладает максимальными эксплуатационными характеристиками, но может иметь высокий радиофон

Внимание: Пропорции щебня не зависят от его фракции, для повышения подвижности лучше использовать крупные камешки. При сложной форме опалубки укладка бетона облегчается, если использована фракция мелкая.

Песок

Чтобы фундамент не разрушался от вспучивания, необходимо использовать мытый карьерный песок с рваным краем частиц. Допускается речной песок, однако сцепление его внутри бетона с остальными компонентами ниже.

Рекомендуется пустотность нерудного материала в пределах 30%. Предпочтительнее крупный кварцевый песок, однако он стоит дорого, поэтому индивидуальные застройщики пользуются мелкой фракцией.

Внимание: Примеси ила и прочей органики следует удалить, промыв материал известковым молочком.

Цемент

В индивидуальном строительстве чаще применяется портландный цемент М200 – М500 без добавок. При покупке достаточно выбрать продукцию надежного производителя с реквизитами фирмы и инструкцией на мешке. В таблице указаны классы бетона, которые можно получить из конкретной марки цемента:

Вяжущее теряет пластичность через 2/3 часа после контакта с водой, отвердевает после 8 часов, набирает прочность через неделю. Стандартная усадка составляет 2 мм/м максимум, что не критично для крупногабаритных конструкций.

Приведенная инструкция по изготовлению бетонов для фундаментов полезна для индивидуальных застройщиков. Следуя указаниям по соотношению компонентов, можно добиться максимальных эксплуатационных характеристик подземных конструкций.