Бетон для строительства фундамента: марка, пропорции, расчет

Бетон для строительства фундамента: марка, пропорции, расчет

Бетон для фундамента готовится при точном соблюдении пропорции ингредиентов. Все составляющие подбираются в соответствии нормам и ГОСТ для обеспечения необходимой марки бетона. Расчёт состава определяет экономичный расход материалов для получения необходимой прочности, подвижности и других показателей бетона.

Бетон — это материал, получаемый в результате схватывания и дальнейшего твердения смеси: вяжущего, заполнителей, воды. Для фундаментов применяется тяжёлый бетон, у которого вяжущим является портландцемент. Заполнителями служат песок, гравий (щебень).
Конструкция фундамента воспринимает в основном сжимающие нагрузки, поэтому главным показателем бетона является его класс (В) — прочность на сжатие. Для фундаментов он составляет В12,5 (М150) и В15 (М200).
Бетон для строительства фундамента: марка, пропорции, расчет
Важным показателем при различных климатических условиях является марка бетона (F) по морозостойкости. Она отражает минимальное число замораживания, а затем оттаивания, которое выдерживает стандартный образец и назначается от F 15 до F 1000.
На фундамент могут воздействовать воды, находящиеся в грунте. В этом случае назначают марку бетона (W) по водонепроницаемости, которая принимается в пределах W 2 – W 20. Она выражает максимальное давление воды (Мпа·10–1), которое может выдержать стандартный образец.

Ещё один важный показатель для бетона — это марка средней плотности D, которая равна средней объёмной массе бетона (кг/м3). Её пределы составляют D200 – D5000.
Подбирая состав бетонной смеси, ориентируются на самый важный показатель для данной конструкции, учитывая условия строительства. Остальные показатели тоже должны быть соблюдены.

Необходимые материалы для тяжёлого бетона

Надёжность конструкции фундамента напрямую зависит от качества составляющих его материалов.

Портландцемент
Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, которое получается при измельчении цементного клинкера. К основным свойствам его относится объемный вес. В рыхлом состоянии он составляет 900–1100 кг/м3 и 1400–1700 кг/м3 — в плотном.

Важный показатель цемента, который влияет на скорость схватывания и дальнейшего твердения, — это тонкость помола. Более тонкий помол увеличивает прочность бетона.
Сроки схватывания определяют кроме тонкости помола ещё минералогический состав цемента и его водопотребность. Для процесса твердения необходимо примерно 15% воды от веса цемента, но для обеспечения подвижности цементного теста нужно значительно больше воды.
Прочность цемента характеризует его марка. Её определяют испытанием специального образца. Для фундамента, марка которого составляет М150, М200, марка портландцемента принимается М300, М400.

Песок

Песок для бетонной смеси применяют как естественного, так и искусственного происхождения (дробления горных пород). Для тяжёлого бетона чаще всего используются кварцевые пески, как более прочные.
Бетон для строительства фундамента: марка, пропорции, расчет
Посторонние примеси в песке снижают прочность бетона, поэтому они нормируются ГОСТом.
Примеси ограничиваются нормами по весу:
глинистые и пылеватые — 3%;
сернокислые и сернистые — 1%;
органические — 3%;
слюда — 0,5%.
При строительстве фундаментов из монолитного бетона применяется песок средней крупности (0,25 мм).

Гравий или щебень

Гравий или щебень — это крупный заполнитель. По происхождению гравий подразделяется на:
речной;
горный;
морской.

Щебень получается вследствие дробления чаще всего горных пород до размера частиц 5?70 мм. Иногда используются дроблёные искусственные камни.

Содержание частиц слабых пород в крупном заполнителе допускается менее 10% от веса щебня (гравия). Марка бетона должна быть ниже марки гравия (щебня) не менее чем в 2 раза.
Примеси (глина, пылеватые частицы, слюда, органические, сернистые и сернокислые включения) ухудшают свойства бетона. Их количество ограничивается тремя процентами.

Вода

Воду необходимо использовать питьевую. Вещества, влияющие отрицательно на прочность бетона, в её составе должны отсутствовать. К ним относятся сульфаты, кислоты, жиры, масла, сахар и т. д. Водородный показатель рН допускается менее 4.
Морскую воду можно использовать только при условии содержания в ней минеральных солей менее 5000 мг/л, при этом сульфатов должно быть менее 2700 мг/л.

Расчёт состава бетонной смеси

Бетон для фундаментов используется классом В12,5 (М150) и В15 (М200) в зависимости от воспринимаемой нагрузки. Чтобы получить необходимую прочность бетона и экономично использовать при этом материалы, делается расчёт количества всех составляющих. При этом пренебрегают малым числом воздушных пор.

Расчёт производится для уплотнённой смеси на 1 м3 бетона согласно формуле:(на рисунке)

Ц, В, П, Щ — цемент, вода, песок, щебень (гравий) в кг/м3;
yц, yв, yп, yщ — удельный вес материалов.

Очень важно знать водоцементное соотношение, которое влияет как на прочность, так и подвижность бетонной смеси. Подвижность (удобоукладываемость) — это способность смеси растекаться, определяется «осадкой конуса». Стандартную форму из металла без дна заполняют смесью бетона. После снятия формы она растекается. Высота осадки бетонной смеси является показателем подвижности.

Подвижность (удобоукладываемость) подразделяет смеси на:
жёсткие;
подвижные;
литые.
Для устройства фундаментов применяют смеси жёсткие, осадка конуса для них допускается 0–2 см. Для определения водоцементного отношения на основе специальных формул расчёта разработаны таблицы и графики. Согласно их данным для фундамента (бетон В12,5, В15) водоцементное отношение составляет:
В12,5 (марка цемента 300) В/Ц=0,68;
В15 (марке цемента 300) В/Ц=0,56;
В15 (марка цемента 400) В/Ц=0,68.

По таблицам и формулам можно определить, что для жесткой смеси (удобоукладываемость 30–50 сек) при крупности гравия 20–40 мм расход воды на 1 м3 бетона будет 135х155 л/м3. При использовании щебня или мелкого песка расход воды увеличивается на 10%. Расход цемента определяется из формулы:
Ц = В / (В / Ц),
где В — расход воды в кг.
Далее находится количественный состав песка и гравия (щебня). Этот расчёт требует конкретных показателей применяемых заполнителей и производится в лабораторных условиях. Лабораторный расход впоследствии пересчитывается с учётом естественной влажности заполнителей.
Для удобства расчёта количества составляющих бетонной смеси на всю конструкцию определяется отношение количества песка, щебня (гравия) к количеству цемента на единицу объёма бетона:
1 : П / Ц : Щ / Ц — по весу;
1 : Vп / Vц : Vщ / Vц — по объёму.
Расход бетона при небольших объемах строительства и относительно малых нагрузках на фундамент можно подобрать согласно таблице 1.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ