Бетон для фундамента: какой необходим и его свойства

Наиболее популярным конструкционным материалом для фундамента жилища является армированный сетками или каркасами бетон. Сборные фундаменты сооружаются из железобетонных изделий заводской готовности, монолитные отливаются внутри опалубки по выбранной проектировщиком технологии.

Ресурс постройки целиком зависит от качества сырья для бетонной смеси, пропорций и технологий бетонирования.

Классификация бетонов для фундамента коттеджа

Основным назначением фундамента является распределение неравномерных нагрузок и их передача на основание. Поэтому при проектировании вычисляются параметры:

• прочность осевого сжатия В и растяжения B_t
• морозоустойчивость F
• непроницаемость структуры для воды W
• плотность средняя D
• самонапряжение материала S

В индивидуальном строительстве применяются смеси В7,5 – В35, поэтому определять, какой нужен бетон для реализации конкретного проекта, нужно, исходя из факторов:

1. Состав бетона:

Для фундамента используется смесь из цемента, воды и заполнителя. Первых двух компонентов уже достаточно для формирования цементного камня. Однако прочность материала недостаточна для восприятия нагрузок, а бюджет строительства резко повышается.

Поэтому в бетон добавляется песок и щебень, характеристики искусственного камня приближаются к свойствам природного материала, крупная фракция которого используется.

Например, гранитный щебень обеспечит максимальную прочность, морозо и влагостойкость фундамента без дополнительных добавок, но увеличит расход средств застройщика.

Гравийная крошка – рациональное соотношение цены и характеристик бетона, поэтому применяется чаще всего.

Доломитовый щебень или дробленый известняк использовать в бетоне не рекомендуется. Из него создаются дренажные системы и подстилающие слои под фундамент.

При выборе цемента следует учесть марочную прочность этого сырья. Например, из М300 невозможно получить бетон выше В10/М150, цемент М400 пригоден для бетонов В15/М200 В25/М350. Из цемента М500 получаются высокопрочные конструкции В30/М400 для сложных эксплуатационных условий.

2. Соотношение компонентов:

Бетон фундамента имеет две основных характеристики – марка и класс, соотношение которых приведено в таблице:

В нормативах СП 63.13330 имеется другая таблица пропорций компонентов бетона для гарантированного получения расчетной марки:

Внимание: Даже при соблюдении указанного процентного содержания составляющих смеси, важным фактором остается водоцементное соотношение В/Ц. Получить водонепроницаемость W8 можно только при В/Ц 0,45, W6 при соотношении вода/цемент 0,55 единиц и W4 при пропорции этих компонентов 0,6 единиц.

Добавлять воду для увеличения пластичности и удобоукладывааемости бетона запрещено категорически. Это приводит к резкой потере свойств конструкционным материалом. Увеличивается пористость, изменяется структура цементного камня.

3. Качество сырья:

В нерудных материалах, получаемых в руслах водоемов и карьерах, содержится разный процент глины в виде отдельных частиц либо обволакивающих песок и щебень пленок. Этот материал – основная причина морозного неравномерного вспучивания. Содержание глины не должно превышать 0,5% (комки) и 3% (пленка) в песке и щебне.

Природная вода часто содержит органику и вредные добавки, поэтому лучше использовать водопроводную или прошедшую лабораторный анализ жидкость из естественных водоемов.

По результатам геологических изысканий становится понятно, какой марки водонепроницаемости и морозостойкости нужен конструкционный материал для эксплуатации под землей. Затем рассчитываются сборные нагрузки, вычисляется сечение свай, столбов, лент и ростверков и марка/класс смеси.

Приготовление смеси на объекте

Определившись, какой нужен для вашего фундамента бетон, и купив сырье для него с учетом вышеизложенных требований, следует правильно выполнить каждый замес. Основными рекомендациями для индивидуального застройщика являются:

• использование бетоносмесителя – даже внутри простейшей гравитационной бетономешалки качество перемешивания на 30% выше, чем в бадьях или на листах железа
• соблюдение технологии – время вращения барабана и последовательность подачи материалов внутрь него

При изготовлении фундамента в межсезонье (температура воздуха близка к нулю или возможны ночные заморозки), для сложных эксплуатационных условий (высокий УГВ) в бетон добавляют антифризы и пенетрирующие составы.

Песок и щебень

При покупке нерудного материала для частного застройщика актуальна информация, какой нужен мелкий и крупный наполнитель. Песок следует выбирать у поставщика, имеющего сертификат в соответствии с ГОСТом на этот материал. Это гарантирует допустимый процент глины, который, кстати, можно проверить без лаборатории:

• при наполнении 1,5 л бутыли песком на 2/3, добавлении воды и перемешивании должен отсутствовать рыжий цвет жидкости
• сжатый в ладони песок не должен формироваться в плотный комок, а «вытекать» из руки сквозь пальцы

Со щебнем все обстоит сложнее, так как считающийся лучшим материалом для бетона гранит, часто имеет повышенный радиофон. Поэтому сертификат экологической службы должен присутствовать у поставщика в обязательном порядке. Гравийный щебень практически не фонит, стоит дешевле, поэтому его можно покупать безбоязненно.

Внимание: Процент плоских и игольчатых камешков в щебне (лещадность) не должен превышать 1/3 по массе. В противном случае сцепление материалов в бетоне снижается, марочная прочность недостижима.

Вода и цемент

Для фундамента под деревянные постройки может использоваться самый дешевый бетон М100 – М200. Однако водоцементное соотношение должно выдерживаться с учетом вышеуказанного регламента в пределах 0,45 – 0,8 единиц. Вместо увеличения объема воды для необходимой пластичности смеси в нее добавляют моющее средство (ложка на замес бетономешалки).

Вопрос, какой цемент более подходит для малоэтажного строительства, для застройщика не менее важен. Рекомендуется портландный цемент М400, считающийся универсальным.

Внимание: На упаковке имеются стандартные рекомендации по пропорциям компонентов, взятые из нормативов СП.

Соотношение компонентов

Бетон в нормальных условиях набирает 70% прочности в первые трое суток, дальнейшее упрочнение длится всю жизнь отлитой из него конструкции. Поэтому для процесса гидратации крайне важно соотношение В/Ц, а для заявленных характеристик количество цемента и щебня.

Индивидуальный застройщик обычно отмеряет компоненты при замешивании смеси для фундамента ведрами, поэтому в вышеприведенной таблице имеется состав весовой и объемный. Решать, какой вариант подходит ему больше, можно опытным путем, однако взвешивание отнимает дополнительное время.

Во всех таблицах приняты допущения:

• стандартное ведро 10 л
• цемент портландный М400
• состав объемный на ведро цемента

Внимание: Водоцементное соотношение практически нигде не указано, поэтому объем жидкости рассчитывается самостоятельно, чтобы бетон для фундамента имел рациональное соотношение удобоукладываемости и качества гидратации.

Технология замешивания

Классическая технология замешивания имеет вид:

• возле бетономешалки приготавливается сухая смесь (щебень, песок и цемент)
• 2/3 объема закладываются в барабан, подается вода
• затем оставшаяся часть смеси, чтобы разбить возможные комки

Внимание: Несмотря на допустимое время перемешивания 3 часа, бетон готов к укладке внутрь опалубки уже через 5 минут. В жаркую погоду запрещено добавлять воду после испарения при длительном размешивании или для повышения пластичности продукта.

При больших объемах работ (заглубленная лента или плита плавающая) индивидуальный застройщик часто арендует промышленные бетономешалки с большими барабанами. Технология замешивания в этом случае существенно отличается от указанной методики:

• внутрь подается треть объема воды (рассчитывается согласно соотношению В/Ц)
• затем цемент перемешивается с песком
• после чего, подается весь щебень и остатки жидкости

Внимание: Желательно бетонировать подземные силовые конструкции за один прием без вертикальных швов. Однако в некоторых технологиях необходимы деформационные швы или требуется перестановка опалубки после отвердевания смеси. Поэтому чаще применяются бытовые бетоносмесители 150 – 400 л.

Таким образом, следуя рекомендациям этого пособия, индивидуальный застройщик получит бетон нужной марки с учетом проектных требований к водонепроницаемости и морозостойкости фундамента. Это избавит от расчетов и поиска информации в строительных нормативах СП.