Любой фундамент на определенном этапе его сооружения требует заливки бетона. Бетон представляет собой плотную смесь. Составляющими бетонной смеси являются: вода, вещество с вяжущей характеристикой, наполнители и различные специальные добавки. Вяжущим веществом является, как правило, цемент. Наполнителем для бетонной смеси, может быть, отсев, песок, щебень и т. д.
В современном домостроении никаких ограничений по поводу выбора и приобретения строительных материалов не существует. Так же и бетонную смесь можно заказать и приобрести в готовом виде. То есть, вам его доставят по адресу в специальной машине — автобетоносмесителе, выдадут на арендных условиях бетононасосы и трудитесь себе, пожалуйста, дальше сами.
Данное предложение достаточно заманчиво, но за качество и количество применяемого в замесе цемента, никто ответственность не несет, а несоответствие его марки и пропорции проводимым работам, покажет только время в виде разрушений и трещин на фундаменте. Для того чтобы бетонная смесь соответствовала свойствам и составу, необходимо правильно подбирать пропорции его составляющих. А прочность бетона зависит от качества применяемых материалов: цемента, каменного наполнителя, карьерного либо речного песка и воды. Самое важное, что состав бетонной смеси формируется исходя из его предназначения.
В нашей статье рассмотрим несколько важных советов и правил, для тех, кто не поленится и приготовит сам бетон на строительной площадке.
Для приготовления бетонной смеси нам понадобятся следующие материалы: заполнители бетона крупной фракции – щебень либо гравий; заполнители мелкой фракции – отсев либо песок; вода и, конечно же, цемент. Разберем далее составляющие бетона по характеристикам.
Например, песок для сооружения фундамента, можно заказать с доставкой на строительную площадку. Рекомендуют применять речной песок. Но местность застройки может регламентировать и доставку песка, доступного и добытого в данном регионе. Для фундаментных работ отлично подойдет и карьерный песок. Главное, чтобы песок был чистым и не содержал ила и глинистых примесей, которые значительно могут снизить качество бетонной смеси. Согласно нормам, песок может содержать в себе примесей не более пяти процентов. Песок для приготовления бетонной смеси не должен быть слишком мелким, размеры частиц материала должны быть 1,2-3,0 мм. Загрязненность песка можно проверить, насыпав его в обычную пластиковую бутылку и залив водой, взболтать. Вода должна быть практически чистой, в лучшем случае, немного мутноватой. Если же вода стала слишком мутной и при отстаивании, проявляется глиняный осадок, значит, песок с большим содержанием примеси глины и применять его для приготовления бетонного раствора не рекомендуется.
Относительно гравия, щебня также можно долго спорить, какому виду отдать предпочтение: обкатанному либо дробленному. Практически на сто процентов может быть уверенность, что вы приобретете материал, добытый в данной местности. При этом рекомендуется щебень перед применением вымыть и очистить от посторонних включений. Вымыть на строительной площадке щебень можно, например, водой из шланга, но стоит проследить за тем, чтобы в состав не попала земля. Земля в себе содержит достаточно высокое количество органики, которая влияет на бетон разрушающим действием. Гравий либо щебень лучше подойдет тот, у которого размеры частиц 1-5 см.
Считают, что очень правильным решением при приготовлении бетонного раствора, применять отсев. Особую прочность отсев придает бетону. Отсев, чаще всего, применяют в качестве дополнительного наполнителя, поскольку цена его гораздо выше песка. Например, от состава смеси бетона отнимают по одной части песка и щебня, вместо этих частей добавляют две части отсева. Иногда, отсев в растворе играет роль основного наполнителя, вместо песка.
Количество воды в бетонной смеси должно составлять около 20% от всей массы, ровно столько, чтобы раствор имел среднюю консистенцию. Водоцементное соотношение зависит и от марки применяемого цемента, поэтому лучше ознакомиться с инструкцией и характеристиками цемента. Заметим, что морская вода категорически не подходит, лучше применять питьевую воду. Если же пропорции составляющих смеси не выдержаны, а воды в бетоне много, то заполнитель плавает в массе, а усадка фундамента будет слишком большой. Избыток воды в бетонной смеси приводит к снижению несущей способности бетона и его дальнейшее растрескивание.
Далее поговорим о самой главной составной части бетона – цементе. Цемент изготавливается из цементного клинкера, получаемого из природного сырья либо из искусственной сырьевой смеси. Сырьевая смесь содержит в себе три части известняка и одну часть глины, но вместо глины могут использоваться такие минералы как диатомит, трепел либо иные силикатные породы, близкие по химическому составу к глине. Сырье поддается обжигу до спекания, где в процессе после обжига, получается спекшаяся твердая масса, что и является цементным клинкером. Данная масса состоит из зерен размером с грецкий орех темного серого цвета, которые далее измельчают в шаровой мельнице до мелкого порошка.
Часто, для улучшения качества цемента, при помоле в порошок вводят гидравлические добавки: около 3% гипса, до 15% трепела либо диатомита. Цемент считается высокого качества и имеет высокую склеивающую способность, если клинкер максимально измельчен до сверхтонкого помола, поскольку химические реакции при таком помоле ускоряются, и воссоединение материала с водой происходит по всей поверхности.
Цемент подразделяется, в своем роде производства, еще на марки, которые обозначаются в числах: от 100 до 600. Числа обозначают прочность призм образцов в сжатии в диапазоне 10-60 МПа. Это значит, что марку цемента определяют пределом прочности. Происходит это таким образом, методом прессования образцы призмы сжимают друг с другом, а изготавливаются они из раствора: одна часть цемента смешивается с тремя частями песка с размером фракции 40х40х160 мм. Цемент с маркой 600 не применяется в частном домостроении, по причине слишком высокой стоимости. Данная марка цемента применяется в сооружении военных объектов, например, ракетные шахты, бункера и др., и называют его «Военным».
Для частного строительства и сооружения фундаментов, применяют цемент, чаще всего, марки 500, реже – М-400. Конечно, подбирая марку цемента, выбор останавливается согласно конкретно разработанного архитекторского проекта, но стоимость между марками не на много различна, а экономить на собственном комфорте и безопасности не стоит.
Цемент подразделяется и на виды: шлакопортландцемент, портландцемент и пуццолановый цемент, а также их варианты быстротвердеющего цемента. Все виды имеют одну природу, но некоторые особенности. Например, шлакопортландцемент обладает повышенной влагостойкостью, но пониженной морозостойкостью, что влияет на скорость набора прочности. Портландцемент является наиболее распространенным в применении материалом, который используют в строительстве любого вида сооружения, в том числе и заливке монолитных фундаментов. Портландцемент, в отличие от шлакопортландцемента, обладает меньшей влагостойкостью, но большей морозостойкостью. Для сооружения подземных и подводных конструкций рекомендуют применять пуццолановый портландцемент, поскольку при использовании его на открытом воздухе, теряются его качества прочности и получаем большую усадку.
Для ускорения фундаментных работ, можно применять быстротвердеющие цементы, но стоит знать, что работать с ними также необходимо очень быстро, что крайне не практично при строительстве. Поэтому, опытные специалисты при сооружении монолитного фундамента, рекомендуют применять портландцемент.
Заметим, что цемент рекомендуют приобретать перед началом непосредственных работ с ним. Поясняется рекомендация тем, что цемент, хранящийся на складе около месяца, теряет около 10% своей прочности; три месяца на складах – 20%; после года хранения теряется около 40%, а пара лет отнимает у цемента больше 50% прочности. Если при вскрытии мешка с цементом вы обнаружили внутри комки, а может и совсем затвердевший цемент, не стоит расстраиваться, поскольку если комки разрушаются под сжатием пальцев, то цемент смело можно использовать. Вскрытые мешки цемента не стоит оставлять открытыми на ночь. Совет, не рекомендуют увеличивать пропорцию цемента в смеси бетона, это не добавит прочности бетону, а наоборот, снизит ее. Рекомендуемый оптимальный состав бетона для фундаментных работ можно увидеть в таблице расположенной выше.
Пропорции материалов бетона для заливки фундамента могут быть следующие: например, если будем брать с расчета по десять килограммов, то на 10 кг цемента, возьмем 30 кг песка, 40 кг гравия, либо 50 кг щебня. Для цемента, например М400, нужно домешивать воды вполовину меньше веса всех остальных компонентов. Например, если вес сухой смеси из цемента, песка, гравия либо щебня, составляет около 90 кг, то воды необходимо взять около 45 литров. Раствор должен получаться достаточно плотным, но не слишком, но и не быстро стекать с лопаты. Если смесь получается слишком плотной, то можно добавить воды.
Стоит помнить, что сырой песок также содержит в себе влагу, поэтому его необходимо либо высушить, либо применять на несколько литров меньше воды. Заметим, что песка в составе бетона должно быть в два раза меньше, чем гравия. Замес бетона можно производить в железной ванной, на деревянном настиле либо железном листе, в деревянном корыте, или в бетономешалке. Главное, проследить за тем, чтобы в смесь не попали никакие посторонние примеси, а смесь была тщательно перемешана до однородности. Для этого, вначале мы засыплем сухие составные ингредиенты, тщательно перемешаем их лопатой и понемногу станем доливать воды. Бетонная смесь должна быть равномерно перемешана и полностью увлажнена, а использовать ее, после приготовления, нужно в течение пары часов.
Заливку фундамента, желательно, производить в теплое время года. Часто, фундаментные работы происходят в холодное время года, поэтому рекомендуем использовать для бетона подогретую воду. Это ускорит затвердевание бетонной смеси после заливки, а при замесе не даст затвердеть раньше. При жаркой погоде, заливку бетона стоит производить с добавлением холодной воды в смесь, чтобы схватывание не происходило очень быстро. После заливки фундамента, чтобы убрать лишний воздух в слое смеси и уплотнить бетон, воспользуемся специальным глубинным вибратором, либо обычным куском арматурины, которым прошпигуем слой бетонной заливки в нескольких местах, а опалубку простучим снаружи молотком.
Грамотное и экономически целесообразное строительство фундамента, заключается в правильном расчете требуемого объема бетона. Излишек приобретенного материала будет чревато выброшенными средствами на ветер, а недостаток бетонной смеси на строительной площадке, приведет к лишней беготне и потраченному драгоценному времени. В связи с этим, нужно достаточно ответственно отнестись к точному расчету необходимого количества бетона.
Марку бетона мы можем с легкостью определить. Цемент нужно подбирать по марке очень тщательно, поскольку, например, цемент М-200, уже может не соответствовать своей маркировки из-за длительного хранения, и отвечать характеристикам М-180. Соответственно, после замеса, заливки и прочих работ, марку бетона мы получим, в лучшем случае, около 100. Бетон мы получим маркой в полтора либо два раза, ниже, чем марка цемента. В таблице приведены значения водоцементной смеси.
Бетон, марка которого соответствует, например, 100, выдержит нагрузку около 100 кг\см2, поэтому столбчатый фундамент, изготовленный из такой марки бетона, с сечением столбов 20х20 см, с площадью поперечного сечения 400 см2, может выдержать нагрузку весом около 40 тонн. Соответственно, четыре таких столба могут нести на себе дом массой в 160 тонн. При применении цемента М-400, сохранив пропорции замеса, получим, в итоге, бетон М-200. Конечно, ленточный фундамент, будет распределять вес всего дома по большей площади, поэтому даже при отклонении от технологии замеса и заливки фундамента, он будет оставаться достаточно прочным и не разрушится.
Каждая марка бетона дает разную усадку, поэтому необходимо выяснить точно значение каждого параметра, поскольку, чем больше коэффициент усадки, тем больше смеси бетона нам понадобится для заливки. Например, фундамент формы параллелепипеда потребует объем раствора бетона, который возможно узнать по следующей формуле: ширину фундамента умножаем на длину и на высоту (V=abh). Полученный показатель умножим на коэффициент усадки нашей марки бетона. Значение, которое мы получим в итоге, делим на 1,05. Значение 1,05 определяет примерный объем дополнительных элементов, таких как, например, арматура. Если же форма проектируемого фундамента не формы параллелепипеда, а, например, параллелограмм, в основании трапеция и прочее, значит, ищем знания в школьной геометрии, где формулы расчетов объемов различных фигур точно имеются.
