Из всех существующих фундаментов наибольшей универсальностью обладает плита. В промзданиях она может монтироваться из сборных элементов заводского изготовления, но в гражданском строительстве, в том числе малоэтажном, эта конструкция всегда монолитная. Её востребованность основана на большой площади опоры, позволяющей максимально уравновешивать воздействующие на грунт усилия, к тому же плита годится практически для любых типов грунтов и избавляет от необходимости формирования чернового пола. Рассмотрим, какой бетон для плиты фундамента нужно использовать.
Характеристика плитного фундамента
Плитным фундаментом называют сплошной железобетонный массив под всем зданием или его частью, передающий на основание сосредоточенные нагрузки, одновременно снижая и выравнивая их.
Согласно действующим правилам, конструкция предназначена для строительства в условиях второй и третьей категории сложности. Таковыми являются основания, имеющие до четырёх залегающих горизонтально или наклонно слоёв грунта, с неодинаковыми показателями и подземными водяными горизонтами – в том числе с распространёнными техногенными или геологическими процессами. То есть, сплошной фундамент будет хорошо работать как на неоднородных и просадочных грунтах, так и в условиях повышенной влажности.
Среди характеристик конструкции можно отметить такие плюсы и возможности:
- Возможность строительства на глубине (если нужен цокольный этаж).
- Поверхностное заложение, при минимальном объёме земляных работ.
- Наличие готового основания пола и возможность закладки в него греющих систем.
- Малая площадь опалубки, что снижает расход материалов на её сборку.
- Формирование периметра плиты за счёт элементов несъёмной опалубки из пенополистирола с одновременным утеплением по всей площади.
- Совмещение с ленточным фундаментом для жёсткости, или сваями для строительства на неровном рельефе или в заболоченной местности.
- Можно проектировать в ступенчатом варианте для участка на склоне.
- Возможность уменьшения толщины плиты за счёт увеличения интенсивности армирования наиболее нагруженных зон.
- Высокая пространственная устойчивость и надёжность, самый длительный срок службы.
- Лучше всего подходит для стен, возводимых из низкоплотных каменных материалов типа газобетона или керамоблока, отличающихся высокой чувствительностью к неравномерным осадкам.
Минусом является повышенная материалоёмкость. Как следствие, это более высокая итоговая цена, но она в полной мере компенсируется внушительным списком достоинств.
Фундаментные плиты классифицируют по конфигурации, которая может быть:
- Сплошной и гладкой – самый распространённый вариант.
- Решётчатой. Чаще это сборные плиты, больше похожие на перекрёстные ленты с расширенной подошвой.
- С рёбрами жёсткости (могут быть направлены в грунт или устанавливаться в виде цокольных стенок).
Отличительной особенностью является и способ заложения плиты в грунт, и тут так же существует три варианта:
- Нормальной глубиной для любого фундамента считается отметка ниже границ промерзания. Это самый дорогой вариант плиты, который экономически оправдан только при строительстве цокольного этажа.
- Мелкое заложение – это когда подошва фундамента опускается в грунте на отметку до 500 мм. Такую плиту называют плавающей, так как она при подвижках перемещается в пространстве вместе с грунтом, а не противостоит его давлению.
- При нулевом заглублении, когда отметки подошвы плиты и планировки грунта совпадают, фундамент называется незаглублённым. У этой конструкции в грунте находятся только подстилающие слои.
Выбор нужного варианта осуществляется с учётом совокупности нагрузок и характера их воздействия; рельефа участка и гидрогеологической обстановки; структуры почвенных слоёв и границы их промерзания; глубины закладки инженерных сетей. Всё это влияет на размеры монолита и его конфигурацию, но немалое значение имеет и марка бетона, используемого для формирования плиты фундамента.
Классификация и марки бетонов
Свод правил (52*103 от 2007 г.) регламентирует всё, что связано с возведением монолитных конструкций. В частности, в пункте 7.10 сказано, что:
- Класс бетона для фундаментной плиты на сжатие не может быть ниже В20.
- Минимальная марка бетона для плитного фундамента по водонепроницаемости – W6.
- Минимально возможный процент армирования – 0,3%.
- Рекомендуемая толщина плит в пределах 50-200 мм (параметры устанавливаются на основе технического расчёта и экономической целесообразности).
То есть, рекомендуется не какой бетон выбрать для фундамента монолитная плита, а его минимально возможные показатели. Конкретный выбор осуществляется в зависимости от условий климата и обстановки на участке.
Как выбрать бетон для монолитной плиты по прочности
Марки прочности всех каменных материалов – как твёрдых, так и растворов, обозначаются буквой «М» с двух, трёх или четырёхзначным индексом (М50-М1000), отражающим предельную сжимающую нагрузку в кгс/см², которую способен выдержать образец. Конкретное значение зависит от марок прочности вяжущего и наполнителя, а так же их соотношения в смеси.
- Бетоны для фундаментов замешиваются на цементном вяжущем, и чем больше его количество в смеси, тем быстрее она затвердевает. Сроки затвердевания можно регулировать с помощью добавок, что и делают производители бетона. Любые добавки увеличивают стоимость, и она растёт с повышением марки бетона. Поэтому лучше всегда обходиться наименьшей маркой бетона, допустимой в данной ситуации.
- В настоящее время прочность бетона обозначается не марками, а классами «В», отличающейся от марки всего лишь другой единицей измерения – мегапаскалями (мПа) вместо кгс/см². Сделано это для удобства обозначения, и в официальном строительстве оперируют классами, хотя иногда указывают оба обозначения.
- Бетон класса В20 имеет ближайшую марку М250 с показателем прочности 261,9 кгс/см². Такие данные можно без труда отыскать в справочных таблицах. Найти величину прочности в мПа можно, разделив класс бетона на величину 0,778. Например: 20:0,778= 25,7 мПа.
По действующим правилам, фундаменты должны выдерживать нагрузки не менее 20 мПа. Соответственно, бетон класса В20 идеально подходит для этой конструкции. Для одноэтажного дома из газобетона, смеси с такой прочностью вполне достаточно. Для дома в два этажа лучше взять бетон классом выше – В22,5. Больше может понадобиться только в том случае, когда строительство ведётся в сейсмически неблагонадёжном районе.
Что такое водонепроницаемость, и как её обеспечить
Влага обладает разрушительной силой, а любой бетон в той или иной степени может её впитывать. Эту его способность требуется уменьшить, что так же может достигаться за счёт добавок. В основном объём поглощаемой влаги за определённый период времени зависит от плотности камня, свойств и количества вяжущего, вида заполнителя.
Показатель водопроницаемости обозначается литерой W с однозначным числом, которым выражается давление воды (в мПа), которое образец выдерживает, не давая ей пройти через себя. Бетоны выше класса В20 всегда имеют марку по водопроницаемости W6, для чего при их изготовлении применяются пластификаторы и водоредуцирующие добавки.
Плотность бетонной смеси и её пластичность
Не только прочность и водонепроницаемость бетона, но и пластичность зависят от его плотности. Выражается она в кг/м³ и обозначается D. Бетон для плиты фундамента может обладать плотностью 1800-2500 кг/м³, что зависит от марки цемента, типа и фракции заполнителя, соотношения в бетоне воды и твёрдых ингредиентов. Большое значение имеет степень уплотнения уложенной в опалубку смеси, поэтому к данному этапу работ и предъявляются повышенные требования.
Есть такое определение, как подвижность бетона, от которой зависит, насколько удобно с ним будет работать, и насколько хорошо он будет заполнять опалубку. Пластичная смесь экономит время, затрачиваемое на бетонирование, а так же расход энергоносителя, необходимого для работы виброоборудования.
На бетонных узлах пластичность бетона оценивают посредством формирования усечённого конуса с диаметром 200 мм внизу и 100 вверху, высотой 300 мм. Форму заполняют в три уплотняемых стержнем слоя, затем удаляют её и дают бетону осесть. Усреднённая в трёх испытаниях величина осадки и даёт характеристику бетона по пластичности (от 1 до 10), обозначается «П». Идеальной для заливки фундамента будет смесь марки П4 или П5 (но не более).
Пластичность смеси может повышаться при:
- Увеличении количества воды. Но это не лучший способ, так как бетон из-за этого может расслаиваться.
- Увеличения количества цементного теста (с осадкой конуса минимум 180 мм) по отношению к заполнителю. Прочность при этом не снижается, но в домашних условиях этот способ трудновыполним.
- Увеличении фракции заполнителя (особенно песка).
- Замене щебня на гравий.
Важно: Наличие обтекаемых поверхностей увеличивает пластичность смеси, но при этом они хуже сцепляются с цементным тестом. Камень в итоге получается менее прочным, поэтому для фундамента этот способ лучше не применять. Да и вообще самостоятельные эксперименты с ингредиентами бетона лучше не проводить, а использовать пластификатор.
Присадка сразу решит все проблемы: улучшит пластичность, обеспечит нормальную водонепроницаемость и морозостойкость. Пластификаторы есть в свободной продаже: расходуются они не более 1,2 кг на 100 кг цемента и стоят меньше 100 руб за литровый флакон.
Марка по морозостойкости
Морозостойкостью называется способность материала выдерживать определённое количество циклов замораживания и оттаивания, сохраняя при этом не менее 95% первоначальной прочности. Обозначается F с цифрой, соответствующей количеству циклов. Марка бетона для фундаментной плиты (класса В20) по морозостойкости будет F100; у бетона В22,5 - F200.
Зависит морозостойкость бетона от марки и состава цемента, плотности смеси, её прочностных показателей. Чем меньше в цементном камне воздушных пор, тем лучше. Количество пор зависит не только от воздуха, но и от присутствия воды, поэтому для увеличения морозостойкости применяют добавки, способные снизить водоцементное соотношение в бетоне.
Как сделать бетонною смесь В20 (М250)
Сделать смесь одного и того же класса можно из разных цементов. Марка вяжущего должна быть выше марки бетона, и в данном случае используют цементы М400 и М500. В первом случае, на 1 часть вяжущего закладывается 2,1 часть песка и 3,9 долей щебня. При использовании цемента М500 соотношение Ц:П:Щ будет 1:2,6:4,5. Водоцементное соотношение для бетона данного класса составляет 0,61.
Крупным заполнителем для тяжёлого бетона является щебень из горных плотных пород и отсевов их дробления, а так же шлаков ТЭЦ и отходов металлургии с плотностью зёрен от 2000 кг/м³. Для бетона М250 применяют щебень фракции 10-20, но допускается и его смесь с одной из «соседних» фракций: 5-10 или 20-40. Содержание глинистых и пылевидных частиц в крупном заполнителе не должно превышать 1%.
Мелким заполнителем служит песок природного происхождения или добываемый путём отсева дробимых горных пород. Так же допускается применение песка из шлаков чёрной и цветной металлургии, золы-уноса.
Вода для затворения бетона не должна содержать химических примесей и соединений, способных повлиять на сроки твердения и схватывания, спровоцировать коррозию бетона, ухудшить его эксплуатационные характеристики. Нельзя замешивать смесь не только на технической воде, но и на сточной или торфяной.
Общее количество добавок не должно превышать 5% от массы цемента. Их вводят в состав с водой затворения.
Если для замеса бетона используется бетономешалка, её объём и является ориентиром, для которого нужно рассчитать количество частей. Порядок замеса таков:
- в барабан заливается около 80% от общего количества воды;
- добавляется пластификатор, чтобы растворился;
- насыпается полный объём вяжущего и перемешивается до получения на поверхности цементного молока;
- дозируется песок;
- засыпается щебень;
- добавляются остальные 20% воды.
Время вращения барабана зависит от типа бетономешалки. Для гравитационных это не более 2,5 минут, для принудительно вращаемых – 1,5-2 мин. Отсчёт времени производится от момента загрузки последнего ингредиента. Увеличивать период вращения барабана не стоит: качество бетона это не улучшит, а из-за интенсивного испарения воды может негативно сказаться на пластичности.
Заключение
Теперь вы знаете, какая марка бетона для монолитной плиты фундамента должна использоваться, и как её правильно изготовить. Однако для заливки плиты лучше всё же заказать готовую бетонную смесь, и вот почему. Площадь монолита существенная, залить его нужно в течение одной смены, а при ручном бетонировании обеспечить такую скорость практически невозможно. К тому же, всегда есть вероятность отключения электроэнергии или поломки бетономешалки, что может вызвать преждевременное твердение смеси и необходимости трудоёмкого устройства рабочих швов.
