Правильные пропорции бетона для фундамента

Далеко не всегда при строительстве частного дома имеется возможность заказать готовый бетон «на стороне». Во многих случаях это просто нецелесообразно из-за небольших объёмов бетонных работ. В любом случае стоимость самостоятельного изготовления бетонной смеси будет меньшей, чем покупка изготовленного промышленным способом, если не принимать во внимание сам труд.

Но что касается «рецепта» приготовления такого раствора, то здесь возможны самые разные ситуации. Существует «народный» способ замеса, когда на одно ведро цемента добавляют три ведра песка и пять равных по объёму частей щебня. Вода добавляется в соответствии с личными предпочтениями.

Можно ли назвать такой состав оптимальным? Отнюдь. По крайней мере, если это бетон, предназначенный для устройства фундамента, на который будет опираться и давить здание всей своей огромной массой. Некоторые, следуя советам доморощенных «Специалистов», добавляют к упомянутому составу моющее средство. Для чего оно нужно, они объяснить, как правило, не в состоянии. В итоге уже через год эксплуатации фундамент начинает осыпаться, отмостка даже без нагрузки трескается, не выдерживают и перемычки.

Между тем существуют строительные нормативы, касающиеся именно состава бетонной смеси для фундаментов, в которых описываются необходимые пропорции для всех возможных случаев. Так что давайте приступим к изучению матчасти, как любят говорить завсегдатаи строительных форумов.

Типы бетонных фундаментов

Критерии, оказывающие влияние на тип основания сооружений, хорошо известны: это предполагаемые нагрузки, характеристики грунта, а также особенности конструкции фундамента. Именно последний фактор наиболее важен, если требуется произвести расчёт необходимого количества материалов для изготовления бетонного раствора. Рассмотрим типы фундаментов, используемых в частном жилищном строительстве:

• ленточное основание в приватном домостроении – самое популярное. Оно создаётся по периметру здания, захватывая и внутренние несущие стены. Согласно СНиПам, такой фундамент подлежит армированию, хотя часто это требование игнорируется. Поскольку ленточная конструкция представляет собой условный набор из параллелепипедов с известными линейными размерами, при подсчёте потребности в стройматериалах вычисляют объёмы каждого из таких участков и затем суммируют их. Заливка производится послойно непрерывным способом, бетонную смесь необходимо уплотнять после заливки очередного слоя;
• плитный, или монолитный тип основания, требует использования увеличенного объёма бетонной смеси, но на слабых грунтах такой метод безальтернативный. В этом случае армирование конструкции является обязательным. Заливку желательно выполнять непрерывно, чтобы не допустить такого неприятного дефекта, как расслоение фундамента. На большой площади сделать это сложнее, при этом бетонная смесь подлежит уплотнению либо вручную, так называемым методом штыкования, либо с помощью вибратора;
• свайные и столбчатые фундаменты устраивают там, где почва подвижная и слабая. Расчёт объема материалов производится суммированием объёма скважин (высота, умноженная на площадь сечения), но это только то, что требуется непосредственно на сваи. А есть ещё ростверк, представляющий собой облегчённый ленточный фундамент, служащий для скрепления свай между собой. Здесь принцип расчёта такой же, как и для ленточных оснований.

Для любого из описанных типов фундаментов залитая в опалубку бетонная смесь требует обязательного увлажнения – это предотвратит образование трещин в результате пересыхания поверхностного слоя. За тем, чтобы верхняя часть фундамента оставалась влажной, нужно следить на протяжении 7-10 дней. Если укрыть фундамент плёнкой, поливать нужно будет реже.

Какие марки бетона используются для фундаментного бетона

При выборе типа основания для будущего здания учитывают два набора факторов:

• характеристики строения;
• геологические особенности участка.

К числу первых относится этажность (высота) дома, предполагаемая сила давления, наличие цокольного этажа или подвального помещения, их характеристики (потребность в отоплении, необходимость защиты от сырости и т. д.).

Геологическими факторами принято считать рельеф местности, глубина зимнего промерзания грунта, климатические особенности региона, уровень грунтовых вод.

Разумеется, одним из важнейших факторов практически всегда выступает и бюджет проекта.

В малоэтажном частном строительстве принято использовать достаточно большой диапазон марок бетона, от M100 до M500, но эти материалы имеют свои ограниченные сферы использования.

Там, марка M100 является лёгким типом бетона, с плотностью до 2400 кг/м³, прочностью на уровне 95-100 кг/см³, водонепроницаемостью класса W2-4, морозостойкостью класса F50-100, подвижностью категории П2-П4 и жёсткостью категории Ж2-4. Показатели водо- и морозостойкости могут отличаться, если в составе цемента имеются соответствующие пластификаторы.

По такому критерию, как удельный вес, бетон М100 подразделяется на несколько подкатегорий:

• лёгкий способен переносить нагрузки до 1800 кг., в качестве наполнителя могут использоваться лёгкие пористые материалы (туф, мелкий керамзит, ракушечник) либо компоненты с пенообразующими свойствами;
• тяжёлый бетон в состоянии выдерживать нагрузку до 2300 кг., в качестве наполнителя используется только прочный щебень, гравийный или гранитный;
• особо тяжёлый бетон М100 способен выдерживать нагрузки до 3 тонн, в число компонентов входят металлические частицы.

Марка М150 также относится к лёгким бетонам, сфера применения которых ограничивается возведением фундамента одноэтажных малонагруженных строений (гаражей, хозяйственных построек). Годится для домов из газо- и пенобетонных блоков, шлакоблоков, известняка. Плотность – на уровне 2400 кг/м³, прочность средняя, морозостойкость F50, водонепроницаемость класса W2. Характеризуется высоким уровнем водопоглощения, поэтому такой фундамент нуждается в надёжной гидроизоляции. Скорость застывания – высокая, что для ведения строительных работ хорошо. Способность противостоять агрессивным средам – низкая.

Бетон марки 200 обладает прочностью 150 кг/см³, морозостойкостью F100, водостойкостью категории W4. С точки зрения применимости для устройства фундаментов такая смесь имеет ограниченное применение (малонагруженные строения), но она считается универсальной – такой бетон используется для создания перемычек, разного рода перекрытий, для различных армированных конструкций.

Марка М300 может использоваться для закладки фундаментов малоэтажный домов из лёгких стеновых материалов (ячеистый пенобетон, газобетонные блоки, керамзит), для изготовления стеновых панелей, площадок, лестниц, хозпостроек.

Активно используется как в частном домостроительства, так и при ведении строительных работ промышленного уровня.

А вот марка М350 уже считается пригодной для заливки монолитного фундамента для домов, в том числе двухэтажных, подверженного довольно большим механическим нагрузкам (например, возведённого из кирпича или бетонных блоков). Не боится такая смесь и больших перепадов температур, что обуславливает её применимость практически во всех климатических поясах страны.

Бетон М350 обладает высоким показателем прочности на сжатие, для его изготовления используют чистый песок любых фракций, от мелкозернистого до крупного. Он является самым универсальным бетоном в строительной отрасли – из него возводят очень крупные промышленные объекты, от плотин гидроэлектростанций до объектов предприятий горнордобывающей, машиностроительной и других отраслей. В силу высоких прочностных характеристик, показателей морозостойкости и водостойкости из М350 возводят строения, подверженные воздействию агрессивных сред – возле автострад, станций метро, железнодорожных путей.

Самый прочный промышленный бетон марки М500 обладает соответствующими показателями (прочность на сжатие порядка 500 кгс/см², показатель устойчивости на изгиб – 6,0-6,5 МПа, плотность – до 3200 кг/м³, плотность смеси в жидком состоянии – дл 1600 кг/м³). При этом у него отличные показатели водо- и морозостойкости, рекордная скорость застывания (от одного до десяти часов, в зависимости от толщины слоя).

Такой бетон используется для возведения конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по силовым нагрузкам, в том числе поперечным и горизонтальным. Обладая малой скоростью затвердевания, бетон М500 часто используется при выполнении аварийных работ, снижая простои оборудования.

Пропорции для фундамента

Вот мы и подошли к рассмотрению вопроса, какая пропорция цемента и песка нужна для устройства фундамента. Принято считать, что оптимальным является соотношение 1:2/1:3, причём последняя пропорция является универсальной, на её основе готовят бетоны, из которых отливают основание зданий на слабых и неустойчивых почвах. Что касается количества щебня, то рекомендуется добавлять его в объёмах, соответствующих объёму песка. Поскольку плотность этих материалов не совпадает, то и весовые параметры одинаковыми не будут. На практике же щебня практически всегда добавляют больше, чем песка.

Разумеется, для приготовления бетонов разных марок нужны и другие пропорции, и здесь уже универсализмом и не пахнет, а запоминать формулы вряд ли уместно. Поэтому мы предлагаем ознакомиться с таблицами соотношений компонентов бетонной смеси при использовании цемента М400 как бюджетного варианта и М500 – самого распространённого.

Соотношение компонентов из цемента М400

Пропорции и состав бетона для фундамента в килограммах и вёдрах (объёмом 10 л.) представлены в следующей таблице:

Соотношение компонентов из цемента М500

А теперь – таблица с соотношением песка и цемента для устройства фундаментов на основе самой распространённой марки цемента:

Как видим, ни в весовом формате, ни при приготовлении вёдрами речь о целых значениях в большинстве случаев не идёт, но такие точные пропорции при изготовлении раствора для заливки фундамента используются разве что при промышленном его производстве. Если готовить смесь самостоятельно, никто точно измерять литры или килограммы не будет.

Пример расчета требуемых объёмов цемента

Давайте попробуем рассчитать на практическом примере необходимое количество компонентов раствора, руководствуясь вышеприведенным соотношением объёмов песка и цемента для заливки фундамента.

Что касается цемента, то требуемое количество будет зависеть от того, какой бетон нам нужен. Для 1 кубометра раствора нам потребуется:

• 230 кг. цемента для бетона M100;
• 290 кг. цемента (M200);
• 340 кг. цемента (M250);
• 390 кг. цемента (M300).

А теперь об остальных компонентах. Чтобы расчёты были максимально точными, необходимо будет рассчитать суммарную площадь основания и её высоту. Если исходить из «народной» пропорции 1:3:5, то для получения 50 кг. сухого порошка нам понадобится 150 кг. песка, а также 250 кг. сухого песка. Вода добавляется по мере необходимости в зависимости от требуемой консистенции раствора.

Если вы используете для замеса нестандартные вёдра, проще считать пропорции компонентов для фундамента в лопатах, следя за тем, чтобы они наполнялись одинаково.

Песок лучше использовать без посторонних примесей (мусора, ила, корней растений, глины). Согласно СНиП, допустимо содержание добавок не более 5%. Наличие жирных компонент в песке (таковые имеются, например, в некоторых сортах глины) приводит к появлению липидной плёнки, ухудшающей сцепные свойства раствора. Что касается фракционности, то она должна лежать в пределах 1,5-3,5 мм. для одной песчинки, что соответствует крупной фракции. Если песок добывается самостоятельно, рекомендуется его предварительно просеять и высушить.

О цементе. Покупайте продукцию от известных брендов, пускай даже локальных, марка (от M200 до M500) зависит от типа возводимого строения, линейных размеров фундамента, характеристик грунта.

О выборе щебня. Желательно, чтобы камень был колотый, размерами 2-8 см., гравийного или гранитного происхождения, известняковый щебень годится для возведения только малонагруженных объектов.

Для заливки свай лучше использовать чисто цементный раствор, без щебня или с его минимальным количеством и обязательной трамбовкой раствора.

Способы приготовления фундаментного бетона

Технология приготовления цементного раствора для фундамента во многом зависит от того, будете ли вы это делать вручную или с использованием бетономешалки. Разумеется, механический способ предпочтительнее, но если возможность использования БМ отсутствует (например, не проведено электричество на участке), или объёмы бетона требуются относительно небольшие, то замесы можно производить и вручную.

Механический способ

Сделав запасы необходимого количества стройматериалов, кроме бетономешалки, нам потребуются следующие инструменты:

• вёдра для цемента, песка, щебня (для цемента – отдельные);
• совковые лопаты;
• удлинитель для подключения бетономешалки к электрической сети.

Отмерять необходимое количество компонентов для раствора можно вёдрами. Если руководствуетесь пропорциями не с целыми числами, а как указано в таблице, можно дополнительно использовать любую мерную посуду или делать это «на глазок». Главное, чтобы каждый замес приготовлялся одинаково.

Немного о выборе бетономешалки. Она подбирается в зависимости от предполагаемых объемов бетонных работ, это основополагающий фактор для выбора. Согласитесь, есть разница, использовать ли устройство на 50 литров, или бетономешалку, способную приготовить за один замес 300 литров раствора. В последнем случае необходимо обеспечить быструю выработку такого количества бетонного раствора. Второй фактор – это электрические характеристики. Для частного домостроения будет достаточно БМ на 220 В, в промышленном строительстве при возведении крупных объектов используют 380-вольные трёхфазные бетономешалки.

Ручной способ

Если замешивать бетон для фундамента вручную, вместо бетономешалки понадобится ёмкость достаточного объёма.

Алгоритм приготовления смеси несложен: сначала в ёмкость наливаем небольшое количество воды, при необходимости добавляем наполнители типа пластификаторов или стабилизаторов. Затем последовательно добавляется песок в нужном количестве, а после него – цемент. Используя совковую лопату (или строительный миксер, если замешивание производится в посуде относительно небольшого объема), перемешиваем содержимое ёмкости до образования однородной смеси сметанообразной консистенции. И только после этого добавляется нужное количество щебня, и раствор перемешиванием доводится до нужной кондиции.

Песок – единственный материал, который можно достать, не покупая. Но если он добыт вручную, то следует обязательно просеять его, чтобы избавиться от примесей, и просушить. Такую обработку нужно производить и в отношении залежалого песка, которого обычно имеется в избытке в любом хозяйстве, где ранее велись строительные работы. Там же можно достать и щебень мелкой или средней фракции.

Главное – позаботиться, чтобы этих компонентов раствора у вас было в достаточном количестве. Избыток не помешает – и песок, и щебень пригодится для множества других работ, от устройства дорожек (подсыпка) до укладки труб.

Останется только приобрести необходимое количество цемента одной марки. Смешивать цементы разных брендов тоже не рекомендуется, как и использовать старые запасы.

Когда цементный раствор для фундамента сделан, можно приступать к заливке траншеи или котлована. Поскольку смесь схватывается достаточно быстро, её необходимо израсходовать на протяжении максимум 100-120 минут после приготовления. Многие практикуют многократное добавление воды с перемешиванием как способ поддерживать раствор в нужной консистенции – этого делать не следует, поскольку физико-химические свойства смеси от этого ухудшаются.

Можно ли использовать влажный или мокрый песок? Да, это допустимо (если на улице дождливая погода, а песок не укрыт, этого не избежать), но при этом количество воды будет меньшим. Идеальная вязкость раствора для заливки – не густая и не слишком жидкая. И ещё о погоде: заливу фундамента необходимо проводить только в сухую погоду, чем теплее – тем быстрее схватиться бетон. Если ожидается непогода, готовый фундамент нужно будет укрыть плёнкой. Примерные сроки схватывания – около недели, окончательно бетон застывает на протяжении месяца.

Напоследок отметим, что марка бетона для фундамента зависит и от характеристик почвы. Чем она сложнее, тем прочнее должен быть бетон. Так, на каменистой почве будет достаточно бетона M150, на суглинистых грунтах – M200, на участках с высоким уровнем грунтовых вод лучше использовать бетон M300.