От качества основания зависит долговечность постройки. Правильный расчёт бетона важен для профессиональных строителей и при самостоятельной закладке оснований. В ходе проектирования необходимо рассчитать количество бетона и составляющих компонентов.
Необходимость расчётов
При строительстве важно уже на стадии проектирования узнать общее количество требуемых материалов. Данные помогают:
- Закупить только нужные компоненты. Излишние материалы стоят денег, некоторые из них нельзя долго хранить.
- Избежать затрат на повторную доставку, если чего-то не хватило при обустройстве фундамента.
- Проконтролировать подрядную организацию, не допустить обмана и завышения сметы.
- Приобрести точное количество бетона на заводе. Фундамент заливают в один приём, недостаток придётся довозить в тот же день, что потребует времени и средств на оплату простоя нанятых работников. Излишки же необходимо каким-то образом утилизировать, что не всегда возможно.
От точных знаний зависит финансовое планирование.
Виды бетона
Для обустройства фундаментов применяют различные марки бетона. Выбор зависит от типа основания, массы постройки, типа грунта.
В гражданском строительстве используют бетон марок:
- М100 наименее прочный, его применяют исключительно для постройки сараев и оснований для заборов;
- М150 используют только в ленточных фундаментах для небольших построек — сараев, бань, гаражей, деревянных дачных домиков;
- М250, М300 при правильном расчёте площади основания выдержит постройки до 5-ти этажей;
- М350 применяют в условиях повышенной влажности и в северных регионах для фундаментов многоэтажных кирпичных домов;
- М400 обладает излишней прочностью для частных домов, способен выдержать массу зданий высотой до 20 этажей.
Марку бетона для фундамента обязательно указывают в проекте.
Состав бетона
Бетон для заливки фундамента включает:
- цемент;
- наполнитель;
- песок;
- пластификатор и добавки для работы при отрицательных температурах.
От характеристик компонентов зависят их пропорции при замешивании.
Цемент
Промышленность выпускает марки цемента от М300 до М600. Заводы железобетонных изделий работают на сырьё М500.
В точках розничной торговли чаще всего встречается М400. Поэтому на эту марку и ориентируются, делая расчёт состава бетона для самостоятельного изготовления.
Если удалось выгодно приобрести цемент М500, высчитать количество компонентов можно по специальной таблице.
При покупке обращают внимание на дату изготовления и условия хранения. Материал гигроскопичен и даже на площадках с крышей может потерять свойства либо отвердеть.
Наполнители
В качестве наполнителя для фундаментного бетона применяют гравий и щебень. Оба материала имеют природное происхождение и различаются только видом горной породы, из которой изготовлены.
При дроблении получают материал неправильной формы.
Важными характеристиками, которые учитывают при расчете бетона, являются фракционность, лещадность и прочность.
Фракция соответствует размеру частиц щебня или гравия, составляющих основу материала. Чем крупнее фракция, тем больше песка потребуется, чтобы заполнить пустоты между отдельными частицами наполнителя при изготовлении бетона.
Для ленточных и плитных фундаментов выбирают наполнитель от 20 до 40 мм в диаметре.
Для бетона столбчатых и свайных фундаментов применяют фракцию не более 20–25 мм. При больших размерах будет затруднительно заполнить и утрамбовать глубокие фундаменты.
Большие по размеру фракции увеличивают объём песка в бетоне, что снижает прочность монолитного фундамента.
Лещадность показывает, насколько различны компоненты щебёнки по форме. Измеряется в процентах. Чем меньше показатель, тем больше гравий подходит для строительства фундамента. Есть пять групп лещадности:
- №1 нестандартные камни составляют не более 10% по массе, используют для любых фундаментов;
- №2 — улучшенная группа, 10–15% камней нестандартной формы, подходит для фундаментов;
- №3 (15–25%)чаще всего получается при дроблении известняка, для оснований непригодна;
- №4 (25–35%) в строительстве фундаментов подходит только для создания подушки;
- №5 (35–50%) дешевле прочих и иногда используется при заливке фундаментов сараев и других лёгких построек.
Прочность показывает способность наполнителя выдерживать нагрузки и может составлять от М200 до М1400.
При строительстве жилых домов под подушку используют М800, а для наполнителя бетона фундамента выбирают М1200.
В монолитных бетонных фундаментах под сараи и заборы используют щебень марки М600 или М800.
В качестве наполнителя бетона для фундамента не используют шлак металлургических производств — он неоднородный по составу и характеристикам. Известняковый щебень низкий по прочности и недолговечный, он также непригоден.
Песок разделяют по размерам частиц на тонкий (до 1,2 мм), очень мелкий (1,2–1,6), мелкий (1,6–2), средний (2–2,5) и крупный (2,5–3).
Тонкий и крупный в бетоне не используют — с такой фракцией трудно работать, материал оседает, а смесь получается непрочной. В бетоне с песком крупной фракции вода отделяется от смеси, чего нельзя допустить в момент отвердевания монолита.
Добавки
Для упрощения замешивания, придания раствору пластичности в состав бетона добавляют пластификаторы.
Для добавок промышленного изготовления производитель указывает точную дозировку, которую нельзя превышать. Увеличенный расход повышает итоговую стоимость и негативно влияет на прочность бетона.
Глина — природный бесплатный пластификатор, доступный практически во всех регионах. Необходимое количество такого сырья определяют опытным путём.
При температуре от -5°С и ниже в состав обязательно добавляют компоненты, препятствующие быстрому замерзанию. Без таких добавок бетон разрушится в течение нескольких лет.
Расход компонентов на кубометр бетона
В зависимости от фракций щебня и песка общий расход компонентов может немного изменяться, но за основу можно взять данные таблицы.
Состав бетона из цемента марки М400.
| Компоненты | Получаемая марка бетона | ||||
| М100 | М200 | М250 | М300 | М400 | |
| Цемент, кг | 180 | 260 | 320 | 340 | 440 |
| Песок, кг | 840 | 740 | 780 | 640 | 530 |
| Щебень, кг | 1280 | 1270 | 1160 | 1250 | 1200 |
| Вода, л | 90 | 130 | 160 | 220 | 220 |
| Пропорции по массе ЦхПхЦхВ | 1х4,6х7,1х0,5 | 1х2,8х4,8х0,5 | 2,4х3,6х0,5 | 1х1,8х3,7х0,6 | 1х1,2х2,7х0,5 |
| Примерные пропорции компонентов ЦхПхЩ, ведро* | 1х4х5,6 | 1х2,5х3,9 | 1х2,1х2,8 | 1х1,6х2,5 | 1х1,3х2,1 |
Данные приведены для ведра, объёмом 10 литров. Пропорции указаны для фракции щебня до 20 мм и пустотности 30%.
Чтобы измерить пустотность наполнителя, насыпают в 10-литровое ведро щебень и постепенно заливают воду. Если вошло 3 литра, пустотность 30%, если 4 л, то 40% и т.д. Для полного заполнения понадобиться больше песка и цемента.
Общий объём фундаментов
Расчёт объёма бетона для фундамента можно произвести с помощью онлайн-калькуляторов на многих сайтах.
Однако школьного курса геометрии достаточно, чтобы понять, как рассчитать объём бетона для любой конфигурации основания.
Ленточный фундамент
Фундамент ленточного типа представляет собой монолитную конструкцию, проходящую подо всем домом. На нём строят несущие стены и перегородки.
Рассчитать кубатуру бетона для такого основания можно, разложив все стороны фундамента на элементарные параллелепипеды.
Сначала перемножают длину, ширину и высоту подготовленной опалубки вдоль длинной стороны дома. Далее необходимо вычислить объёмы параллелепипедов коротких сторон. Важно в их длине не учитывать ранее подсчитанные объёмы углов. Все замеры проводят только после того, как установлена опалубка, это поможет исключить ошибки.
В конечную формулу обязательно вносят поправку — добавляют запас в 2%. Это вызвано тем, что при заливке опалубка может разойтись на несколько сантиметров, увеличив внутренний объём.
Общая формула выглядит так: V=h+b+l+0,02(h+b+l).
- h— высота опалубки;
- b — ширина ленты;
- l— длина сторон.
Для примера приведен расчет кубатуры бетона для фундамента 6х10 м с одной перемычкой вдоль коротких стен. Высота и ширина опалубки 0,5м.
- Общий объём длинных участков фундамента — 2х10х0,5х0,5=5 кубометров. Где 2 — 2 длинных стены, 10 — длина стены, 0,5 и 0,5 — ширина и высота опалубки.
- Длина короткой стены для расчёта равна 6-0,5-0,5=5 метров. Где 6 — общая длина короткой стены, 0,5 и 0,5 толщина длинной стены, которая уже учтена в п.1.
- Общий объём коротких стен равен 3х5х0,5х0,5=3,75 м3.
- Всего необходимо бетона 5+3,75+0,02х(5+3,75)= 8,925 м3.
Округлив полученный результат до целых значений, приобретают или готовят материал для 10 м3 бетона.
Столбчатый фундамент
Столбчатые фундаменты используют на тяжёлых и подвижных грунтах.
В большей части случаев вокруг столбов устраивают ростверк, поэтому расчёт состоит из двух шагов: узнают объём столбов и прибавляют к результату объём ростверка.
Если столбы представляют собой цилиндр, его объём рассчитывают по формуле V=Sхh, где:
- S — площадь основания;
- h — высота столбика.
Площадь основания вычисляют по формуле S=3,14хR2. Итого: V= 3,14*R*R*h.
Пример. 1 столб радиусом 0,15 м и высотой 1 метр потребует 3,14*0,15*0,15*1=0,07 м3 бетона. На 8 оснований уйдёт 8*3,14*0,15*0,15*1=0,56м3.
Если есть монолитный бетонный ростверк, его рассчитывают аналогично ленточному фундаменту и прибавляют к объёму столбиков. Для свай прямоугольной формы достаточно перемножить высоту, ширину и глубину залегания основания.
Плитный
Плитный фундамент представляет собой сплошную монолитную плиту под всем зданием. Рассчитать объём бетона для такого основания проще всего. Достаточно перемножить длину, ширину дома и высоту монолитной плиты.
Формула : V=l*b*h, где V — общий объём, l — длинная стена дома, b — короткая стена, h — высота плиты.
Пример. Размеры дома 6х10 м, толщина фундамента 30 см. V=6*10*0,3=18 м3.
Расчёт бетона для фундамента сделать достаточно просто, если тщательно подойти к замеру подготовленной опалубки. Точная цифра поможет избежать многих проблем на стадии строительства, исключив дополнительные затраты.