Какие марки и составы бетонов используют для ленточных фундаментов

Требования к ленточным фундаментам порой резко отличаются в зависимости от целей, для которых планируется использовать фундамент. В первую очередь на характеристики влияет марка бетона для ленточного фундамента. Не менее важно выбрать правильное решение и выдержать все остальные технологические цепочки.

Для некритичных сооружений это достаточно простые технологии. С повышением требований они могут включать, помимо выбора марки цемента, дополнительные присадки, этапы приготовления смеси, определённые процедуры во время набора крепости и т.д. В статье дан обзор, какой бетон бывает, приведены рекомендации по расчету, изготовлению смеси для ленточных фундаментов на основе цемента.

Требования к бетонам

Бетон – получаемый в результате затвердевания смеси строительный материал, в состав которой входит вяжущее вещество, мелкие и крупные заполнители. Применяются в различных сферах народного хозяйства, включая несущие, гидроизолирующие, теплоизолирующие конструкции. Различные сферы применения существенно влияют на состав используемой смеси.

Основные требования:

• Прочность. На сжатие и на осевое растяжение;
• Водонепроницаемость. Способность удерживать напор воды;
• Морозостойкость. При замораживании – оттаивании не терять своих свойств;
• Теплоизоляция. Способность удерживать тепло.

Помимо этого в расчетах могут учитываться дополнительные требования, предъявляемые в специальном строительстве: атомная энергетика (пропускание радиации), химическая промышленность (реакция на различные реагенты) и т.д. Специальные требования в дальнейшем рассматривать не будем.

Расчет необходимой смеси производят на основании технических требований в конечной конструкции. Естественно не все перечисленные требования будут востребованы в конкретных конструкциях. К примеру, в климатической зоне, где не бывает отрицательных температур, требования к морозостойкости неактуально.

Классификация бетонов, применяемых при возведении ленточных фундаментов

Из всего многообразия наибольшее распространение получил состав на основе цемента, в который входит кварцевый песок, гравий, щебень разной фракции в разных пропорциях. Применяются и другие составы.

По плотности выделяют 5 видов:

• Особо тяжёлые. Заполнитель – стальные частицы, железная руда или барит (плотность больше 2600 кг/куб.м.);
• Тяжёлые. Заполнитель – кварцевый песок, гравий, щебень (плотность: 2100 – 2600 кг/куб.м.);
• Облегчённые. Заполнитель кирпичный щебень, крупнопористый камень и прочее (плотность: 1800 – 2000 кг./куб.м.);
• Лёгкие. Заполнитель – шлак, пемза, туф и другие (плотность: 1200 – 1800 кг./куб.м.);
• Особо лёгкие. Заполнитель – пенобетон, газобетон, опил и прочее (плотность менее 1200 кг./куб.м.).

Легкие выполняют функцию теплоизоляции. Применение особо лёгких для возведения ленточных фундаментов требует тщательного расчета. Могут применяться в облегчённых сооружениях или как не несущие слои, к примеру, заполнение промежутков между несущими сваями.

По применяемому вяжущему веществу:

• Цементный. Наиболее распространён при возведении фундаментов;
• Цементно-полимерный. Цементный с полимерными добавками, улучшающими какие-либо свойства. Применяется при возведении фундаментов, к примеру, в случаях необходимости гидроизоляции, увеличения морозоустойчивости и т.д.;
• Известковый. Самый дешёвый вариант. Низкая прочность, гидроустойчивость. Не рекомендуется применять для капитальных строений;
• Шлакощелочной. Новый, перспективный вид. Но технология ещё недостаточно распространена, по стоимости выше, чем цементный;
• Другие вещества. Также существует множество других вяжущих веществ: «жидкое стекло», различные клея и прочее. В большинстве случаев такой выбор в первую очередь приводит к общему удорожанию конструкции.

Какой бетон выбрать за основу для возведения фундамента могут однозначно сказать лишь специалисты. Для частного строительства рекомендуется пользоваться проверенной технологией на основе цементной смеси.

Бетон на основе цемента для строительства ленточного фундамента

Рассмотрим технологию изготовления ленточного фундамента на основе цементной смеси. Рекомендации направлены в расчете на частное строительство.

Характеристики цементного бетона

Подразделяются на классы, марки по прочности, водонепроницаемости, морозостойкости и средней плотности. Ещё иногда вводят параметр возраст. Для частного строительства данный параметр не является критичным. Он задаёт срок твердения до нагрузки. При отсутствии данного параметра для расчета набора прочности берётся 28 дней.

Класс по прочности на сжатие (марка)

Обозначается буквой «В». Следующие за буквой цифры обозначают, какое давление в МПа выдерживает бетон с вероятностью 95%. Существующие классы находятся в диапазоне от 0,5 МПа до 120 МПа.

Ранее для градации применялись марки. Обозначалась буквой «М». Следующие за буквой цифры обозначали предел прочности на сжатие в кгс/кв.см. В классах используется показатель прочности с заданным обеспечением гарантии, в марках среднее значение прочности. Марки бетона до сих пор применяются в расчетах. При необходимости сопоставить класс и марку можно провести перерасчёт или воспользоваться таблицами соответствия.

Класс по прочности на осевое растяжение

Аналогично прочности на сжатие указывает давление в МПа, которое способен выдержать бетон при растяжении с вероятностью 95%. Обозначается «В_t». Следующие за обозначением цифры определяют давление. Существующие классы находятся в диапазоне от 0,4 до 6 МПа.

Марка по морозостойкости

Обозначается буквой «F». Следующая за обозначением цифра указывает циклы замораживания – оттаивания. Находится в диапазоне от 15 до 1000.

Марка по водонепроницаемости

Обозначается буквой «W». Следующая за обозначением цифра указывает давление воды в МПа*10-¹, которое способен выдержать бетон. Находится в диапазоне от 2 до 20.

Марка по средней плотности

Обозначается буквой «D». Следующая за обозначением цифра указывает среднее значение объёмной массы бетона в кг/куб.м. Находится в диапазоне от 200 до 5000.

Добавки

Для изменения свойств бетона на разных этапах его существования (подготовка, твердение, эксплуатация) в состав смеси вводят различные добавки. На сегодняшний день разработан и применяется на практике широкий спектр добавок:

1. Модификаторы. Повышение прочности, морозостойкости, продления срока эксплуатации, понижения проницаемости;
2. Пластификаторы. Увеличивают подвижность раствора и его плотность, в результате чего снижается общий расход смеси;
3. Добавки для регулирования подвижности раствора. Применяются при жаркой погоде.
4. Противоморозные добавки. Расширяют температурный диапазон проводимых работ до -15°С – -25°С;
5. Компоненты для ускоренного набора прочности.

Рекомендации по выбору бетона

Какой бетон выбрать для частного строительства? Критериями для выбора являются:

• Вес строения. Определяет нагрузку на основание, как следствие влияет на параметр прочность на сжатие (ориентировочно М200 – лёгкие строения, М250 – кирпичные строения, М300 – 2-х – 3-х этажные здания, М400 – многоэтажные строения);
• Тип грунта. На песчаных и скальных грунтах можно использовать менее прочные (М150 – М200). На глинистых почвах возникают большие напряжения вследствие значительного увеличения в объёмах при замораживании. В таких случаях потребуются более прочные (М250 и выше);
• Глубина залегания грунтовых вод, глубина промерзания. Могут потребоваться марки с большей водонепроницаемостью.

На основании этих данных делают расчет достаточного уровня прочности. Либо примерно оценивают и выбирают с заведомым запасом. Значительно превышать запас прочности не имеет смысла – это удорожит конструкцию, занижение же может привести к разрушению. В частном строительстве обычно делают выбор по верхней границе, используются марки М300 – М400. Разница в цене у них незначительна.

Этапы изготовления бетона

Заливка готового заводского бетона — дорого, качественно, быстро

После того, как произведён расчет и выбор необходимого состава, рассчитывают необходимое количество материалов. Подготавливают инструмент для проведения работ.

Расчёт необходимого объёма смеси

Провести расчет необходимого объёма бетонного состава для ленточного фундамента не представляет сложности. Вся фундаментная лента имеет прямоугольные геометрические пропорции. Для вычисления объёма достаточно вычислить площадь периметра всей ленты и умножить её на глубину. Расчёт несколько осложнится, если глубина местами различна, либо имеются криволинейные участки. В этом случае объём вычисляют частями, а потом суммируют. Криволинейные участки можно достроить до прямых линий и посчитать как прямолинейные. Рекомендуется увеличить полученный результат на 5 – 10%.

Вычисление необходимого количества компонентов

В состав смеси входят цемент, песок, графий, щебень, вода. Зная пропорции входящих в состав компонентов, вычисляют какой материал, в каком количестве необходим. При использовании разных марок цемента, различных наполнителей, погодных условий пропорции могут отличаться. Для расчета компонент существуют калькуляторы и таблицы соответствия.

В самом общем случае, наиболее распространённом в частном строительстве, берут следующие пропорции: цемент М400 – 1 часть, песка – 1,9 части, щебня – 3,7 части. Нередко вместо песка и щебня для приготовления смеси используют гравий в пропорции 1 к 4, 1 к 5. Причём свежий цемент используется в меньшем количестве. Чем старше цемент, тем большее количество рекомендуется добавлять в конечную смесь. Оптимальное количество воды – половина от объёма цемента.

Это общие рекомендации. На пропорции может повлиять влажность материалов, качество цемента, добавки-модификаторы, смещающие пропорции в ту или иную сторону. Взяв за основу пропорции, вычисляют полный объём каждого компонента в составе смеси.

Инструменты для самостоятельного приготовления

• Ёмкость для смешивания: бетономешалка, миксер, либо ванна для ручного перемешивания;
• Ёмкости для переноски песка, гравия, щебня, цемента, воды: вёдра, тележка;
• Лопаты для накладывания, подмешивания готовой смеси, распределения смеси;
• Ручные трамбовки для уплотнения бетонного состава в готовой конструкции, заполнения пустот.

Порядок приготовления

1. Помещают в смешивающую ёмкость песок и щебень и перемешивают. Либо загружают гравий;
2. В процессе перемешивания добавляют цемент. Получается однородная масса время перемешивания около 1 мин;
3. Добавляют воду и мешают ещё 2 – 3 минуты. На выходе консистенция жидковатой «каши». На этом же этапе вводят добавки;
4. Разливают получившуюся смесь в опалубку.

Необходимо обратить внимание схватывается жидкая смесь быстро – в течение нескольких часов. Застывание может продолжаться достаточно длительное время. Обычно выдерживают около месяца для продолжения строительства. Во время твердения важно поддерживать необходимые условия. Так бетоны при наборе прочности не любят излишней сухости.