Марка бетона для фундамента: выбор в зависимости от типа грунта, дома и типа самого фундамента

Нередко для строительства фундамента частного дома применяют штучные материалы — бут или готовые бетонные блоки. Но гораздо чаще делают выбор в пользу монолитного основания, отливаемого из бетона на месте. Подходящая марка бетона для фундамента подбирается в соответствии с типом сооружения и его назначением.

Состав бетонной смеси для фундамента

Бетон, или искусственный камень, — это цементный раствор с добавкой песка и щебня. Также при необходимости вносят различные добавки, например гидрофобизаторы, и волокнистые армирующие компоненты.

Все ингредиенты, включая воду, вносятся в строгой пропорции и в установленном порядке. Их количество и качество определяет, хороший получится бетон или плохой.

Цемент

Для приготовления бетоносмеси для ж/б базы здания в основном используется портландцемент (ПЦ) — размолотые в мелкодисперсный порошок известняк и гранулы спекшейся клинкерной глины с добавкой гипса в количестве 1,3-3%.

Цементы отличаются маркой — от 300 до 600. Число обозначает прочность на сжатие в кгс/кв. см полностью созревшего цементного раствора (требуется 28 дней), приготовленного из 1 части данного цемента, 3 частей песка и объема воды, обеспечивающего оптимальное водоцементное соотношение. При изготовлении фундаментного бетона используют цемент ПЦ 400 либо ПЦ 500. Первый стоит дешевле и встречается чаще, потому более предпочтителен.

1. «ДХХ»
   . Здесь «Д» обозначает «добавки» (модификаторы), «ХХ» — число, обозначающее их массовую долю в процентах. При отсутствии добавок пишут «Д0». Модифицирующие добавки улучшают характеристики смеси.
2. «Б»
   . Быстротвердеющая.
3. «ПЛ»
   . Пластифицированная. Превосходит обыкновенный аналог по текучести, легче укладывается и уплотняется. Пластификаторы повышают морозостойкость.
4. «ГФ»
   . Гидрофобизированная. Содержит добавки, делающие поры в созревшем монолите несмачиваемыми либо закупоривающие их. В результате отливка не впитывает влагу.

Цемент быстро теряет прочность, даже если он хранился в оптимальных условиях: за 3 месяца — 20%, за полгода — 30%, за год — 40%. Потому желательно закупать свежий материал. Если же пришлось использовать старый, его долю в смеси увеличивают пропорционально потере прочности. Время приготовления смеси увеличивают 4-кратно.

Заполнители

В бетонах используются разные виды заполнителей, но в фундаментном — традиционные:

• мелкофракционный песок;
• крупнофракционный щебень либо гравий.

К этим материалам также предъявляются строгие требования.

Песок

Лучше всего подходит песок карьерный со следующими параметрами:

1. Модуль крупности: 2,0-3,25.
2. Пустотность: не выше 30% (представлены все фракции).
3. Средняя плотность: 1500 кг/куб. м.
4. Примеси глины и мелкофракционного песка отсутствуют.

При устройстве несущей конструкции для одно- и двухэтажного коттеджа и прочих объектов частного строительства допускаются:

1. Применение песка с размером зерна меньше 1,6 мм — в объеме до 20%. При этом допустимая доля пылевидного песка (до 0,6 мм) не превышает 3%.
2. Примесь глины — до 3% от массы.

Такие послабления допускаются лишь для бетона марки М300 и ниже. Поскольку кубатура воды подбирается по объему цемента, песок применяют в высушенном виде.

Щебень и гравий

Различают 4 фракции:

• от 5 до 10 мм;
• от 10 до 20 мм;
• от 20 до 40 мм;
• от 40 до 70 мм.

Положено использовать несколько фракций. Их число зависит от максимального размера камней:

• до 40 мм: 2 разные фракции;
• до 70 мм: 3 разные фракции.

Максимальный размер камней ограничен:

1. Не более 2/3 шага между продольными прутьями арматуры.
2. Не более 1/3 любого наименьшего размера фундамента, но лучше не более 1/5. Например, если возводится ленточная конструкция под забор шириной 200 мм, то максимально допустимый размер камня составит 40 мм.

Грязный щебень моют струей воды с хорошим напором. Если землю или глину не отмыть, то даже при небольшом их количестве бетонная смесь потеряет в прочности до 30%.

Вода

Требования к воде изложены в документе ГОСТ 23732-79. Он регламентирует пороговое содержание солей, окисляемость и ряд других параметров. Согласно этому документу, не допускается присутствие в жидкости следов кислот, фенолов, нефтепродуктов и сахаров. Вода из водопровода и колодца всем условиям соответствует.

Марка бетона и ее выбор по прочности

Важнейшими из параметров бетона являются марка и класс по прочности:

1. Марка по прочности. Обозначается литерой «М» и числом, соответствующим средней прочности на сжатие в кгс/кв. см. Применяются бетоны с маркой по прочности от М50 до М800.
2. Класс бетона по прочности. Обозначается литерой «В» и числом, соответствующим прочности на сжатие в МПа, которой обладают 95% образцов в виде куба с длиной ребра 150 мм.

1. Марка — это среднее значение прочности на сжатие по результатам испытаний нескольких образцов, причем из стандартного ряда берется ближайшее число, даже если оно больше фактического среднего значения. Если прочность на сжатие 10 образцов варьировалась от 280 до 370 кгс/кв. см, при этом среднее значение составит 330 кгс/ кв. см. Ближайшие числа в стандартном ряду марок — 300 и 350. Второе ближе, соответственно, для данного бетона будет принята марка М350.
2. Класс отображает нагрузку, которую гарантированно выдерживают почти все образцы (95%), то есть это минимальное либо близкое к минимальному значение прочности на сжатие. Причем из стандартного ряда берется ближайшее наименьшее. В примере минимальная нагрузка составила 280 кгс/кв. см (28 МПа), соответственно, класс бетона составит В25.

Класс В 20 означает, что ж/б конструкция практически гарантированно — с вероятностью в 95% — выдержит нагрузку в 20 МПа, то есть почти 200 кгс/кв. см. Поэтому марки и классы бетона по прочности соотносятся следующим образом:

Понятием «класс бетона по прочности» в основном оперируют профессионалы. В индивидуальном строительстве достаточно разбираться в марках. В этом сегменте популярны М100 — М300, иногда М400.

Марка бетона в зависимости от материалов стен и грунтов

В многоэтажном строительстве необходимую прочность бетона определяют расчетом, начинающимся со сбора нагрузок. В частном одноэтажном строительстве в этом нет необходимости, поскольку все дома, а соответственно и нагрузки на фундамент, примерно одинаковы. Достаточно определиться с материалом стен и учесть тип грунта на стройплощадке:

Для коттеджа выше одного этажа марку бетона увеличивают на ступень, но не выше М 400.

Выбор с учетом типа фундамента

Тип подземной конструкции учитывается и при выборе бетоносмеси:

1. Бетонная подготовка: используется раствор марки М 100. Из него изготавливается и несъемная бетонная опалубка — пустотелые блоки, в полость которых после их установки заливают бетон.
2. Ленты. Применяются марки от М200 до М400.
3. Плиты. Изготавливаются из бетона марки не ниже М300.
4. Столбы и буронабивные сваи. Погруженная в землю часть — это обособленные столбы, потому их строят из бетона попрочнее: не ниже М250, а лучше М300 или М350. Для ростверка подойдет бетон М200.

Другие характеристики

Эксплуатационные качества:

• морозостойкость;
• водонепроницаемость;
• показатель подвижности.

Морозостойкость

Обозначение — литера «F» и число, указывающее количество циклов замораживания/оттаивания, выдерживаемых водонасыщенным образцом без потери прочности. Данное число циклов не является предельным для бетона в любом состоянии. В действительности материал с морозостойкостью F 25 не разрушится через 25 лет. Сухой бетон, даже с минимальной морозостойкостью F 25, выдержит тысячи циклов замерзания/оттаивания без малейшего ущерба для себя.

Данный показатель принимается во внимание, если конструкцию и изделия нельзя защитить от влаги. Например, на бетонной отмостке, тротуарной плитке гидроизоляция сотрется. Потому здесь требуется бетон с морозостойкостью не менее F 300. Недолговечной окажется гидрозащита и на цементной черепице, потому продукцию делают из смеси с морозостойкостью F 600 — F 800.

У бетона без специальных добавок морозостойкость сама по себе получается следующая:

• М 100 и М 150: F 50;
• М200 и М 250: F 100;
• М 300 и М350: F 200;
• М 400: F 300.

Добавлением в смесь специальных компонентов этот параметр бетона поднимают до F 1000. Применение бетонной смеси с высокой морозостойкостью не освобождает от необходимости защищать фундамент гидроизоляцией.

Водонепроницаемость

Без специальных добавок водонепроницаемость у бетонов следующая:

• М 100 и М 150: W 2;
• М 200 и М 250: W 4;
• М 300: W 6;
• М 350: W 8;
• М 400: W 10.

Показатель подвижности

Показатель подвижности (ПП) характеризует удобоукладываемость бетона — текучесть, пластичность, способность заполнять узкие места без образования пустот и образовывать ровную горизонтальную поверхность.

Данный параметр чрезвычайно важен в индивидуальном строительстве, где мастер не располагает виброукладчиком и другим профессиональным оборудованием для укладки бетона.

Показатель подвижности обозначается литерой «П» и числом, соответствующим величине оседания образца из сырой смеси относительно первоначальной высоты за отведенный промежуток времени.

Для строительства подземной части строения пригодны бетоны с такими показателями подвижности:

1. П4. Текучий бетон, можно подавать бетононасосом. Пригоден для фундаментов, в арматурном каркасе которых стержни располагаются близко друг к другу. Допускается укладка без виброукладчика.
2. П3. Смесь подвижна, может применяться при тесном расположении арматуры, но применение виброукладчика обязательно. С вертикально поставленной штыковой лопаты смесь стекает.
3. П2. Бетон средней подвижности, с лопаты соскальзывает плавно. Такую смесь можно выбрать только при большом расстоянии между арматурными стержнями и с использованием глубинного вибратора.

Пропорции компонентов для бетона

Рецептура разных марок бетона составляется из разных пропорций цемента ПЦ 400, щебня и песка (кубатура/масса):

1. М100. 1 : 7 : 4,6/1 : 6,1 : 4,1.
2. М150. 1 : 5,7 : 3,5/1 : 5 : 3,2.
3. М 200. 1 : 4,8 : 2,8/1 : 4,2 : 2,5.
4. М 250. 1 : 3,9 : 2,1/1 : 3,4 : 1,9.
5. М 300. 1 : 3,7 : 1,9/1 : 3,2 : 1,7.
6. М 400. 1 : 2,7 : 1,2/1 : 2,4 : 1,1.

При использовании цемента ПЦ 500 применяют такие пропорции:

1. М 100. 1 : 8,1 : 5,8; 1 : 7,1 : 5,3.
2. М 150. 1 : 6,6 : 4,5; 1 : 5,8 : 4.
3. М 200. 1 : 5,6 : 3,5; 1 : 4,9 : 3,2.
4. М250. 1 : 4,5: 2,6; 1: 3,9 : 2,4.
5. М300. 1 : 4,3 : 2,4; 1 : 3,7 : 2,2.
6. М400. 1 : 3,2 : 1,6; 1 : 2,8 : 1,4.

Водоцементное соотношение ПЦ 400 для бетона марки:

• М100: 1,03;
• М150: 0,85;
• М200: 0,69;
• М250: 0,57;
• М 300: 0,53.

То же для цемента ПЦ 500:

• М100: 1,2;
• М150: 0,99;
• М200: 0,79;
• М250: 0,65;
• М 300: 0,61.

Лишняя вода либо испаряется, создавая в структуре бетона поры, либо остается в жидком виде и разрушает бетон, замерзая зимой. И недостаток воды вреден: не весь цемент вступает в химическую реакцию.

Смешать все составляющие следует так, чтобы каждое зерно щебня и песка было смочено по всей поверхности цементным тестом. Действуют в таком порядке:

1. Смачивают бетономешалку водой, а лучше жидким цементным раствором, перемешивая его несколько минут.
2. Последовательно загружают в миксер 15% воды, песок и цемент в полном объеме.
3. По окончании перемешивания высыпают весь щебень и остатки воды.

В мини-бетономешалке (до 0,5 куб. м) готовят смесь иначе:

• насухо перемешивают песок в полном объеме и половину щебня;
• загружают всю порцию цемента и снова тщательно перемешивают;
• доливают воду;
• засыпают остатки щебня, чтобы разбить комки.

Работу планируют таким образом, чтобы заливка была выполнена за одну смену.

Как подсчитать количество бетона для ленточного фундамента

Кубатура рабочего раствора для монолитной ленты подсчитывается по простой формуле: V = S x H, где S — площадь фундамента в плане; H — его полная высота, включая цоколь.

На куб бетона требуется цемента ПЦ 400, куб. м:

• М100 — 0,128;
• М150 — 0,156;
• М200 — 0,185;
• М250 — 0,233;
• М300 — 0,244;
• М 400 — 0,323.

То же для цемента ПЦ 500, куб. м :

• М100 — 0,111;
• М150 — 0,137;
• М200 — 0,161;
• М250 — 0,200;
• М 300 — 0,213;
• М400 — 0,277.

Зная объем цемента, несложно вычислить кубатуру прочих компонентов. Если дозировка осуществляется по массе, делают пересчет с учетом удельного веса цемента:

• ПЦ 400: 1100 — 1200 кг/куб. м;
• ПЦ 500: 1300 кг/ куб. м.

Для примера рассмотрим расчет фундамента со следующими параметрами ленты:

• размер в плане: 9 на 9 м;
• ширина по периметру: 400 мм;
• глубина по периметру: 1200 мм (с учетом цоколя);
• ширина посредине для внутренней стены: 300 мм;
• глубина для внутренней стены: 600 мм;
• марка бетона: М 300.

Цемента ПЦ 400 для такого количества бетона марки М300 потребуется: Ц = 18*0,244= 4,392 куб. м.

Из пропорции цемент/щебень/песок 1 : 3,7 : 1,9 следует, что щебня понадобится 4,392*3,7 = 16,25 куб. м, песка — 4,392*1,9 = 8,34 куб. м.

Масса цемента составит: Цм = 4,392 * 1200 = 5270,4 кг.

Поскольку массовые пропорции Ц/Щ/П составляют 1 : 3,2 : 1,7, щебня понадобится

С учетом того, что оптимальное массовое водоцементное соотношение составляет 0,53, необходимая масса воды составит