Состав и пропорции бетона для фундамента

Свайный фундамент

Схема металлического и железобетонного ростверка свайного фундамента.

На самом деле это разновидность столбчатого фундамента, однако нередко его выделяют как отдельный тип. Свайные фундаменты состоят из отдельно стоящих свай, которые сверху перекрыты бетонной или железобетонной плитой или ростверком (балкой).

Он не используется в строительстве частных домов, поскольку очень дорог, трудоемок в выполнении и не нужен для возведения невысоких строений. Этот тип фундамента идеален при строительстве небоскребов или в ситуациях, когда многоэтажное здание возводится на слабом грунте.

Различают несколько разновидностей свайных фундаментов:

по типу материала, из которого изготовлены сваи: деревянный, железобетонный, бетонный, стальной, комбинированный;
по способу изготовления и погружения в грунт: забивные сваи (в грунт опускаются уже в готовом виде) и набивные (изготавливаются непосредственно в грунте);
по типу поведения в грунте: сваи-стойки (имеют под собой прочный грунт и передают на него давление) и висячие сваи (используются в тех случаях, когда глубина прочного грунта довольно велика).

Наиболее надежными и долговечными являются железобетонные сваи, но они же – и самые дорогостоящие. Наиболее экономный в финансовом плане вариант – деревянные сваи, но в условиях влажного грунта они быстро гниют, что напрямую будет влиять на надежность и устойчивость самого фундамента и, соответственно, здания.

Основные нюансы

Если вы собираетесь заняться приготовлением бетона самостоятельно, то изначально необходимо тщательно разобраться в таких вопросах, как:

Марка. Каждая марка бетонной смеси предназначена для определенных нагрузок. Они различаются прочностью и качеством.
В зависимости от марки, требования к входящим в состав каждой марки составляющим разные. Их также необходимо знать.
Определиться с целью и подобрать оптимальные пропорции для приготовления, например, фундамента для основания какой-либо постройки.

Но следует отметить, что приготовить бетонную смесь самому значительно выгоднее, нежели заказывать ее на заводе, а уж если вам необходим фундамент для небольшого забора или бани, то приготовить смесь самому будет значительно дешевле. В некоторых случаях можно обойтись даже без бетономешалки и приготовить раствор вручную.

Самое главное, это правильно определить необходимые пропорции при приготовлении бетона. Если вам необходим небольшой объем смеси, то вымешать ее можно обычной лопатой. Но, если речь идет о заливке фундамента для дома или бани или фундамента ленточного типа для ограждения, то лучше прикупить бетономешалку. В настоящее время в магазинах представлен большой выбор данной техники, которая различается объемом емкости. Поэтому подобрать оптимальный вариант несложно, к тому же такая техника всегда пригодится.

Пропорции компонентов бетонной смеси для фундамента

Планируя строительство дома, гаража и других объектов на своем участке, хочется, чтобы они прослужили как можно дольше. Для этого в первую очередь следует позаботиться о надежном и прочном основании. Его качественные характеристики определяются не только технологией закладки, но и составом и пропорциями бетона для фундамента

При замешивании раствора своими руками важно понимать, как изменение соотношений между ингредиентами влияет на конечный результат

Состав бетона для фундамента

Главными ингредиентами раствора являются цемент и вода, также в него входят заполнители: песок и щебень (гравий, гранитный отсев, керамзит). Для получения определенных свойств вводят добавки специального назначения.

Цемент – вяжущее вещество, объединяющее твердые частицы смеси в бетонную массу. Обладает высокой гигроскопичностью, поэтому покупать его нужно непосредственно перед применением. В зависимости от состава и тонкости помола различают такие сорта:

Портландцемент ординарный – материал нормально переносит воздействие влаги и низкие температуры. Используется для заливки фундаментов, эксплуатируемых в обычных условиях.
Шлакопортландцемент – хороший выбор для монолитных оснований, сооружаемых в щадящих климатических зонах с повышенной влажностью и нечастыми морозами. Такой бетон твердеет медленнее обычного, зато обладает высокой влагостойкостью и прочностью.
Пуццолановый портландцемент – показывает средний уровень прочности при максимальной устойчивости к влаге. Применяется для заливки подземных и подводных фундаментов, не испытывающих больших нагрузок.
Быстротвердеющие – цементы со специальными добавками, ускоряющими процесс схватывания и сокращающими период созревания бетона до 2 недель. Используются в любых климатических условиях.

По прочности на сжатие цемент разделяют на несколько марок – от М100 до М500. Числа обозначают степень крепости, которая выражается в килограммах на см2.

Вода вступает в химическую реакцию с цементом, в результате которой получается влажный раствор, вполне подходит обычная из крана – чистая и без лишних солей. Песок должен быть без примесей глины и посторонних включений (не более 5%). Оптимальный размер зерна – 1,2-3 мм, слишком мелкие фракции непригодны. Для устройства фундамента лучше всего подходит промытый речной песок. Перед применением его рекомендуется просеять. Для самостоятельного приготовления выбирают щебень с фракцией 10-20 мм. Соотношение крупных и мелких частиц должно быть примерно одинаковым. Это уменьшает количество пустот в бетоне и снижает расход цемента. Щебень проверяют на чистоту, отсутствие глинистых примесей и мусора.

Для маркировки используют буквенно-цифровые обозначения по аналогии с цементом. В строительной сфере существует широкая линейка: от М75 до М1000. Числа отражают расчетное сопротивление сжатию на момент полного затвердения (через 28 дней после заливки). Показатель измеряется в кг/см2. Чем выше марка бетона, тем больше его прочность. Для устройства фундамента в частном строительстве обычно достаточно М200 или М300.

Определение свойств бетона по его маркировке

Надежность и прочность конструкции во многом зависит от качества бетона, пропорции компонентов которого определяются его маркой, обозначаемой буквой (М), классом (В), морозостойкостью (F), водонепроницаемостью (W) и подвижностью раствора (П).

Марка раствора обозначает его способность оказывать сопротивление нагрузкам на сжатие. Цифры, стоящие после буквы М, сообщают о том, какое воздействие на 1 кв. см выдерживает затвердевавший 28 дней раствор. Если он способен выдержать 98 кг/см 2, то обозначается М100, 196 кг/см 2 — М200, то есть марка соответствует прочности раствора не совсем точно.

Класс бетона является более современной и более точной характеристикой, чем его марка. Чем выше цифры после индексов (М) и (В), тем прочнее окажется застывший раствор.

Морозостойкость (F) имеет цифровое обозначение 25 — 1000. Чем больше значение этого параметра, тем большее количество процессов заморозки — разморозки выдержит насыщенный водой раствор без уменьшения прочностных характеристик (бетон с индексом F300 выдержит 300 циклов).

Коэффициент водонепроницаемости (W) с диапазоном от 2 до 20, имеет особое значение там, где существует взаимодействие фундамента с залегающими высоко грунтовыми водами. Материал с маркировкой W20 имеет самый лучший показатель водонепроницаемости. Если при постройке дома не планируется делать надежную гидроизоляцию, то для фундамента нужно брать раствор, близкий к этому показателю.

Подвижность бетона (П) обозначается цифрами от 1 до 5 и обозначает текучесть (то есть удобство укладывания) раствора. Самым жидким на момент заливки является раствор П5. В частном строительстве принято использовать раствор П2 или П3. Если основа фундамента армирована достаточно плотно, используется более подвижная смесь П 5.

Разновидности фундаментов

Схема устройства фундамента.

Фундамент является залогом того, что эксплуатация здания будет надежной и безопасной для людей. Существует несколько видов фундаментов, которые распространены в строительстве. Их различают по следующим критериям:

по форме и способу опирания на грунт;
по материалам, из которых закладывается фундамент.

Рассмотрим, какие типы фундаментов существуют в каждой категории. Итак, по форме и способу опирания на грунт фундаменты делятся на:

столбчатые;
свайные;
ленточные;
плитные.

По материалам, которые применяются при заложении, фундаменты делятся на:

бутовые;
бетонные;
бутобетонные;
кирпичные.

Каждый из этих типов имеет свои достоинства и недостатки. Выбор типа фундамента зависит от некоторых очень важных моментов:

от типа здания, которое вы планируете строить;
от грунта, на котором будет возводиться здание;
экономическая выгода того или иного типа фундамента в каждом конкретном случае.

Если вы учтете все вышеперечисленные факторы, это поможет выбрать именно тот тип фундамента, который будет идеальным решением именно в вашем случае и, соответственно, будет отвечать всем требованиям, предъявляемым к любому фундаменту: надежность, устойчивость, долговечность, оптимальная стоимость (она должна составлять не более 20% от всей стоимости построенного здания).

Другие характеристики

Кроме основной характеристики — прочности, бетон имеет еще целый ряд показателей, которые могут повлиять на выбор марки при особых условиях строительства или эксплуатации.

Морозостойкость, водонепроницаемость и удобоукладываетмость марок бетона

Морозостойкость — обозначается буквой F. Показывает, сколько циклов замерзания-разморозки выдерживает данный раствор без потери прочности. Понятно, что чем больше этот показатель, тем лучше (смотрите таблицу). Марка бетона по морозостойкости для фундамента учитывается при строительстве неотапливаемых помещений (бань, дач периодического посещения)

При строительстве домов постоянного проживания этот показатель можно не принимать во внимание, особенно если фундамент утепляется и по периметру дома делается утепленная отмостка.

Водонепроницаемость. Обозначается буквой W

Этот показатель определяет, сколько влаги будет впитывать бетон. После буквы W идут цифры от 2 до 10 (вообще-то есть и марки W20, но в частном строительстве они не используются). W2 и W4 — высокая и нормальная впитываемость. Марки бетона с такой водонепроницаемостью могут использоваться только на хорошо дренируемых грунтах (пески и супеси) с глубоким залеганием подземных вод. При W6 поглощение влаги уже пониженное, и раствор с такими характеристиками может использоваться для фундаментов на грунтах, плохо отводящих воду. При водонепроницаемости W8 поглощается всего 4,2% воды от общей массы, а W10 — и того меньше.
Один из параметров — текучесть
Удобоукадываемость. Обозначается буквой П, после которой стоят цифры от 1 до 5.
П1 — осадка конуса 1-4 см, полужесткий или малопластичный раствор (почти не сползает с наклонной лопаты);
П2 — осадка конуса 5-9 см, среднепластичный — сползает с наклонной лопаты;
П3 — осадка 10-15 см, полулитой — когда он сам стекает с ровно стоящей лопаты;
П4 — осадка 16-20 см — литой — практически текучий.
П5 — конус осаживается больше чем на 21 см, раствор течет.

Что касается удобоукладываемости она влияет на то, насколько комфортно вам будет работать с раствором. Для фундаментов чаще всего используют бетон с характеристикой П2 (при частом армировании используют П3). Допустимо использовать П1 при обязательной обработке вибратором для бетона — он хорошо осаживает раствор, делая его более однородным.

Учитывая все эти характеристики можно рекомендовать следующие марки бетона для фундамента под одноэтажные дома.

Тип одноэтажного дома	Слабопучнистый грунт	Пучнистый грунт
Щитовой, каркасный дом	M-200 (П3 F100 W4)	M-250 (П3 F150 W4)
Дом из бруса и бревна	M-250 (П3 F150 W4)	M-300 (П3 F150 W6)
Дом из газобетона, пенобетона, керамзитобетона	M-300 (П3 F150 W6)	M-350 (П3 F200 W8)
Кирпичный, монолитный дом	M-350 (П3 F200 W8)	M-400 (П3 F200 W8)

Помните, что при строительстве двухэтажного дома марка бетона увеличивается на один шаг от тех, что приведены в таблице.

Ленточный фундамент

Схема устройства ленточного фундамента.

Это идеальный вариант в строительстве зданий с тяжелыми перекрытиями или стенами, изготовленными из кирпича, камня, бетона и т.д. Кроме того, если под домом предполагается застройка подвала, гаража, теплых подполий или цоколя, то выбор ленточного фундамента очевиден. Закладывается фундамент этого типа под все капитальные стены: как наружные, так и внутренние. При этом он может закладываться двумя способами:

непосредственно под стены здания, тогда фундамент имеет форму непрерывных подземных стен;
под ряд отдельных опор, в этом случае фундамент состоит из перекрестных железобетонных балок.

Он широко распространен в строительстве, несмотря на некоторые трудности в его закладке: требует большого объема земляных работ, материалов, имеет большой вес, но вместе с тем технология его закладки отличается простотой.

Различают два вида ленточных фундаментов:

монолитный;

Представляет собой крупные фундаментные железобетонные или бетонные блоки. Для его сооружения на дне котлована нужно выставить деревянную опалубку, арматуру, листы теплоизоляции. Между стенками опалубки нужно залить бетон. Для лучшего обогрева дома необходимо заложить утеплитель: пенопласт, керамзит и др.

Отличается прочностью, надежностью, универсальностью (используется при строительстве зданий любой формы).

сборный;

Представляет собой полосу, изготовленную из железобетона, которая идет по всему периметру здания. Лента закладывается под все стены здания (наружные и внутренние), при этом сохраняется одинаковая форма поперечного сечения по периметру всего фундамента. Технология сооружения этого типа фундамента намного проще других типов (например, свайного или плитного), но есть и недостаток: большой расход материала и трудоемкий процесс заложения (например, по сравнению со столбчатым фундаментом).

Несмотря на то, что ленточные фундаменты отличаются надежностью, долговечностью и простотой технологии закладки, есть и недостатки: они очень массивны, трудоемки, неэкономичны. Нужно быть готовым к тому, что процесс строительства затянется за счет необходимости проведения земляных работ, требующих дополнительного времени.

По материалу

Различные типы фундамента изготавливаются из различных материалов. В зависимости от типа грунта, веса дома, бюджета и еще множества факторов, в наших широтах используются следующие материалы для обустройства основания под дом.

Железобетон и бетон. Это самый популярный вариант, который используется более чем в половине случаев.
Кирпич — например, столбчатые или ленточные фундаменты порой изготавливаются из кирпича. Правда, это довольно экзотический вариант и используется довольно редко.
Дерево. Под легкие садовые домики, под бани и летние кухни могут быть установлены деревянные сваи в фундаменте (чаще всего сосновые). Но это тоже скорее отдельные случаи, нежели генеральная тенденция индивидуального домостроения.
Бут — самый сложный и дорогой для обустройства материал для фундамента. Зато он один из самых прочных — фундамент из натурального камня, как обещают обычно строители, простоит века. Обычно бутовые фундаменты обустраивают в тех районах, где этот камень добывают (в Татарстане такие места есть). Иногда крупные куски бута добавляют в бетон при заливке, и тогда такой фундамент называется бутобетонным.

Пропорции раствора бетонной смеси

Для того чтобы бетон получился качественным, а основание надежным и долговечным, важно выбрать правильное соотношение компонентов. В составах, которые производятся в заводских условиях, цемент, песок, щебень и вода смешиваются в пропорции 1:2:4:0,5

Для частного домостроения объемное соотношение ингредиентов зависит от их характеристик и запланированной крепости.

Чтобы получить самую слабую марку М100, нужно приготовить смесь в пропорции 1:4:6:0,5. Если взвешивать на весах, то для производства 1 м3 требуется такой состав:

цемент – 206 кг;
песок – 780 кг;
щебень – 1200 кг;
вода – 185 л.

В домашних условиях намного проще и быстрее вести расчеты в ведрах. За основу обычно принимается оцинкованная емкость на 10 литров. В таком случае пропорции компонентов бетона выглядят так:

цемент – 10 л = 1 ведро;
песок – 41 л = 4;
щебень – 61 л = 6-7.

Для заливки ленточного фундамента под забор, гараж, различные хозяйственные постройки лучше приготовить М250 в пропорции 1:2:3,5:0,5.

Возведение малоэтажных домов требует создания более надежного основания. Если на каждый сантиметр подошвы ростверка предполагается давление не менее 400 кг, то следует выбрать пропорцию бетона на фундамент 1:1:2,5:0,5. Когда у застройщика нет точных данных по нагрузке на основание, можно подстраховаться и сделать очень крепкий бетон М450. Для него подходит пропорция 1:1:2:0,5. Фундамент повышенной прочности обходится в 4-4,5 раза дороже марки М100, поэтому крепость должна быть оправдана не только с конструкторской, но и с экономической стороны.

Приготовление бетона самостоятельно

Легче всего замешивать раствор с помощью бетономешалки. Но если техника оказалась недоступной, то вполне возможно сделать это вручную. Запастись инструментами и приспособлениями для заливки фундамента:

лопата 2 шт;
ведро 2 шт;
емкость для замешивания (металлическое или пластиковое корыто, деревянный ящик);
тачка;
трамбовка;
отвес, уровень;
метр, рулетка.

Одно ведро и лопату использовать только для цемента. Они должны быть сухими и чистыми. Вторая пара инструментов предназначается для песка и щебня. Все компоненты состава отмерять ведрами в нужной пропорции, слегка уплотнять лопатой и выравнивать поверху.

В подготовленную емкость засыпать щебень с песком и тщательно перемешать.
На поверхности лопатой сформировать канавки, в которые затем всыпать цемент.
Сухой состав перемешивать до тех пор, пока цвет не станет однородным.
Придать форму конуса, сделать углубление и залить небольшую порцию воды. Смесь с краев конуса ссыпать в жидкость, пока полностью не пропитается. Затем сформировать новый конус и вновь добавить воды. Манипуляции повторять до тех пор, пока бетон не примет нормальную насыщенность для заливки фундамента.
Выгрузить в опалубку не позже 2 часов после приготовления.

Слишком густой бетон можно развести небольшим количеством воды. Структура должна быть однородной, а перемешивание производиться без излишних усилий. Следует избегать и другой крайности – перенасыщения влагой. Жидкий бетон быстро и легко соскальзывает с лопаты. Если песок оказался влажным или работы по устройству основания проходят в сырую погоду, то в пропорции нужно уменьшить объем воды.

Бетон схватывается в течение 10-12 часов, полное отвердевание происходит за 5-7 дней. Через 2 недели фундамент набирает до 80% крепости. Полностью готовым к эксплуатации он становится спустя 28-30 дней (при постоянной температуре окружающей среды около 20°С). Если применяются быстротвердеющие сорта цемента, то период созревания сокращается вдвое.

Строительные специалисты рекомендуют заниматься сооружением фундамента только в теплое время года. При плюсовой температуре происходит нормальная химическая реакция и он хорошо затвердевает. В морозы приходится постоянно подогревать воду и бетон. Если этого не делать, то в растворе образуется лед, что приводит к ослаблению прочности и разрушению фундамента изнутри.