Марка бетона для фундамента

Для монолитного фундамента выбор марки бетона так же важен, как расчет площади, заглубления, схемы армирования или обустройство гидроизоляции.

Ленточное монолитное основание пользуется заслуженным спросом у частных застройщиков. Плюсы – надежность, относительная простота монтажа, возможность обустройства подвала или подземного гаража. А богатый опыт возведения ленточных фундаментов и обилие практической информации вселяют уверенность в том, что всю работу можно сделать своими руками.

Здесь не обойтись без теории приготовления бетонных смесей. Эта информация пригодится тем, кто:

• планирует готовить бетон в «полевых» условиях;
• готов купить готовую смесь, но не знает, какой бетон нужен и сколько (для них калькулятор ленточного фундамента);
• еще не выбрал между заводским и самодельным бетоном.

А теперь подробнее – о прочности, марках и составе бетона для фундамента.

Марки и классы прочности бетона

Прочность – главная эксплуатационная характеристика, на которую ориентируются при выборе. На упаковке и в документации прочность выражают через марку или класс.

С марками все просто: цифра после заглавной буквы М обозначает теоретическую прочность на сжатие «зрелого» бетона в кгс/см2. Пример: образец бетона марки М100 через 28 дней после заливки выдержит (без разрушения) сжатие под прессом с усилием 100 кгс/см2.

ГОСТом предусмотрены марки от М50 до М1000, но для фундамента частного дома интерес представляют марки М100–М400.

В нормативах и проектных сметах прочность может быть «зашифрована» в виде класса бетона. Обозначение состоит из:

• буквы В;
• числа, обозначающего давление в МПа.

Пример: бетон класса В30. Если изготовить из этого бетона 100 кубиков (150 мм по каждой стороне) и выдержать их в течение 28 дней, 95 из них выдержат давление 30 МПа.

Класс и марка характеризуют один и тот же показатель – прочность. Есть таблицы, в которых отражена взаимосвязь между классом и маркой.

Слово «ближайшая» в таблице – ключ к пониманию разницы между маркой и классом:

• марка – средний показатель прочности, которую теоретически должная показать отвердевшая бетонная смесь с заданными пропорциями «цемент:щебень:песок:вода»;
• класс – фактическая прочность бетона, зависящая не только от состава смеси, но и от условий отвердевания (температура, уплотнение). Например, смесь марки М200, отвердевавшая при низкой температуре, без вибрирования, на испытаниях может показать лишь класс В10, а то и В7.

Здесь уместно напомнить: бетон – это готовый, набравший прочность искусственный камень, а бетонная смесь – жидкое содержимое мешалки или опалубки.

Марку и класс часто связывают с содержанием цемента в смеси (видно по таблице ниже). Однако фактическая прочность зависит также от пропорций, качества наполнителей, условий твердения.

Заказывая бетон, можно столкнуться с длинной маркировкой, например: М400 В30 П3 F300 W10. Кроме марки и класса этот «шифр» содержит информацию о:

• подвижности (пластичности, удобоукладываемости) (П) – способности расплываться и заполнять форму;
• морозостойкости (F) – числе выдерживаемых циклов замораживания-оттаивания;
• водонепроницаемости (W) – способности бетона сопротивляться проникновения влаги под давлением.

Показатели F и W для фундамента дома не столь важны. При условии правильной гидроизоляции достаточно будет F150 и W8.

Здесь можно прочитать более подробно про марки бетона и их применение в строительстве.

Какой бетон заказать для ленточного фундамента

Руководствоваться правилом «чем выше марка, тем лучше» можно при неограниченном бюджете. Для прочих случаев есть нормативы, регламентирующие сферы применения бетонных смесей разных марок.

В таблице речь идет о БСГ – готовых бетонных смесях, изготовленных на заводе и доставленных на стройплощадку автобетоносмесителем или самосвалом.

Важно учесть, что смесь должна быть выгружена на месте не позже чем через:

• 90 минут после затворения (добавления воды) – при доставке автобетономешалкой;
• 45 минут – при использовании самосвала, без непрерывного перемешивания.

Самосвалом доставляют смеси с пластичностью П1–П2 – «жесткие» бетоны с минимумом воды и без добавления пластификаторов. Рекомендуемая пластичность для заливки фундамента – П3, поэтому обычно ориентируются на 1 пункт.

Заказывая смесь, нужно подумать о:

• возможности соблюдения временного интервала с учетом расстояния от места отгрузки до объекта;
• путях подъезда для заливки бетона в опалубку фундамента.

В теории соответствие фирменной БСГ нормативам достигается за счет:

• качественных компонентов (цемента, заполнителей, воды);
• соблюдения пропорций;
• контроля качества – от этапа подготовки материалов до выгрузки на стройплощадке;
• квалификации персонала и точных проборов.

Часто фирмы игнорируют стандарты и технические условия производства, хранения и транспортировки компонентов и готовых смесей. В результате созревший в «правильных» условиях бетон для фундамента вместо заявленного класса В22,5 показывает лишь В15. При этом оценить смесь «на глаз» не всегда может даже опытный строитель.

Обычно разница в прочности объясняется желанием фирмы-изготовителя сэкономить на самом дорогом компоненте БСГ – цементе.

Обезопасить себя от таких «поставщиков» можно тремя способами:

• приготовить бетон самостоятельно, без точных приборов, но с соблюдением нормативных пропорций;
• купить смесь у супернадежного производителя с рекомендациями;
• подстраховаться – при заказе бетона умышленно завысить марку, класс прочности, морозостойкость и водонепроницаемость на 1–2 градации. Например вместо М300 В 22,5 F150 W6 заказать М350 В 25 F200 W8.

Последняя рекомендация также актуальна, если дом планируется строить на грунте со слабой несущей способностью (пучинистом).

Вывод: кроме строительных нормативов стоит учитывать опыт заливки и эксплуатации ленточных фундаментов в разных районах страны.

Тем более что работа по систематизации и обобщению такой информации уже проведена. Из таблицы ниже можно узнать, какой бетон лучше, исходя из практики частных застройщиков:

Из таблицы видно, для фундамента дома из кирпича необходима смесь М350. В то же время частный дом из бруса такой же этажности выдержит основание из М250. Кроме этого, следует уточнить:

• для одноэтажного дома из газобетона нужна марка бетона М300;
• для одноэтажного дома из пеноблоков – в зависимости от технологии возведения и плотности материала – от М200 (для конструкционно-теплоизоляционных блоков) до М300 (для конструкционного пенобетона).

Для фундамента двухэтажного дома нужна бетонная смесь на марку выше табличной. Исключение – М400 – ее повышать не стоит, независимо от этажности и типа грунта.

Ввиду цены и их специфических характеристик марки бетона выше М400 не используют. К тому же такие смеси не рекомендуется готовить самостоятельно.

Иногда от покупки готовой смеси отказываются из-за:

• удаленности объекта;
• ненадежности местных изготовителей.

Тогда можно взять работу на себя, подготовив:

• сырье на весь объем бетона;
• оборудование – бетономешалку, мерные емкости, лопаты.

Работы по приготовлению и заливке смеси проводят непрерывно – за одну смену. Нужно заранее посчитать, сколько человек нужно для обслуживания бетономешалки, укладки и уплотнения бетона. Желательно, чтобы число рабочих рук начиналось от 5.

Существуют технологии поэтапной заливки фундамента – послойно или с вертикальными стыками. Но фактически это уже монолитно-блочный ленточный фундамент. Такое основание уместно лишь на сухом грунте, при отсутствии эксплуатируемого цокольного этажа.

Состав бетона

Бетон – это композитный материал, состоящий из:

• пластичной матрицы (основы) – цемента и воды;
• прочного армирующего «скелета» – грубого (щебня) и мелкого (песка) заполнителя.

Кроме обязательных компонентов в состав вводят добавки, улучшающие свойства:

• бетонной смеси – пластичность, расслоение, скорость отвердевания;
• твердого бетона – прочность и плотность, морозостойкость, влагонепроницаемость.

Для самостоятельного приготовления качественного бетона достаточно разбираться в базовых «ингредиентах».

Цемент

Гидравлическое связующее бетона, при заливке играет роль клея, обволакивающего зерна заполнителя. После затворения смеси начинается реакция гидратации, включающая 2 этапа:

1. Схватывание (8–19 часов) – рост иглообразных кристаллов цемента.
2. Упрочнение (отвердевание, до 28 суток) – замена рыхлой кристаллической структуры на плотную и однородную.

Говоря о строительном цементе, обычно имеют в виду портландцемент, состоящий из тонкомолотого:

• клинкера – спекшейся смеси известняка и глины;
• гипса (1,3 –3%).

Более подробно о составе, можете прочитать здесь.

Нормативами регламентировано производство цементов М100–М800, однако в число ходовых марок входят М300–М600.

Трехзначное число – это примерная прочность на сжатие (кгс/см2) раствора, приготовленного из цемента (1 часть), песка (3 части) и воды. Контроль прочности проводят после созревания раствора – через 28 суток (твердение бетона).

В статьях и таблицах можно столкнуться с разными маркировками цемента. В старой (по ГОСТ 10178-85) портландцемент обозначался ПЦ-500, также могла быть отражена информация о добавках или особых свойствах:

• Д – процентное содержание добавок;
• Б – быстротвердеющий;
• ГФ – гидрофобный;
• ПЛ – пластифицированный.

Основное отличие новой маркировки – указание класса прочности в МПа. Соответствие прочности МПа – кгс/см2 указано на рисунке.

Для смеси под ленточный фундамент покупают:

• ПЦ-400 (ЦЕМ I 32,5) – универсальный материал, который можно купить везде по относительно низкой цене;
• ПЦ-500 (ЦЕМ I 42,5) – по массе более прочного вяжущего потребуется меньше. Минусы – высокая цена и риск неоднородности смеси из-за недостатка цементного «молочка». Использовать марку можно, но специально искать в продаже не стоит.

Однако кроме марочной прочности важно учесть фактическую. Цемент – скоропортящийся товар, для ПЦ400 и ПЦ500 можно указать сроки хранения:

• гарантированные изготовителем – 60 (мешки) и 45 (навал) дней;
• реальные – 30 (мешки) и 20 (навал) дней.

После истечения этих сроков вяжущее при правильном хранении, без лишней влаги будет терять в прочности по 15% за месяц. Использовать ПЦ400 и ПЦ500 в течение 6 месяцев еще можно, но уже как ПЦ300 и ПЦ200. Затем материал полностью утратит вяжущие свойства.

По ГОСТу дата изготовления на таре может отсутствовать – тогда ее нужно искать в товарной накладной.

Навал брать стоит, если цемент:

• рассыпчатый и «течет» сквозь пальцы;
• слипается в мягкие «комочки».

Не стоит брать вяжущее с твердыми:

• острыми камушками;
• круглыми комками типа гальки.

Не просроченный, но слежавшийся цемент использовать можно, предварительно просеяв и изменив пропорции смеси: например брать расход для ПЦ500 как для ПЦ400.

Песок

В состав бетона мелкий заполнитель вводят для:

• устранения пустот между щебнем и цементным камнем;
• однородного распределения внутренних напряжений и предупреждения трещин при отвердевании;
• снижения затрат за счет экономии цемента.

Лучше всего с этими функциями справляется речной песок – чистый однородный, с круглыми песчинками без:

• пыли;
• глины;
• ила, корней, веток.

Однако в силу цены чаще покупают более «грязный» карьерный песок с такими характеристиками:

• фракционный состав – зерна средней, крупной и повышенной фракции – от 2 до 3,25 мм;
• пустотность – до 30 %;
• содержание очень крупной фракции (зерна 5–10 мм) – до 5% по массе;

Примеси глины и крупных камней снижают прочность и морозостойкость бетона – карьерный песок предварительно просеивают и промывают.

Проверить чистоту можно, растерев увлажненный песок между пальцами. Если на коже осталась грязь – без промывки не обойтись.

В состав бетона ниже М300 допускается вводить песок, содержащий:

• мелкие фракции (до 1,6 мм) – до 20%;
• примеси глины, ила, пыли – менее 3%;
• пылевидные фракции (до 0,6 мм) – до 3% (по другим источникам до 10% пыли менее 0,16 мм в диаметре).

Допустимое содержание влаги – до 5%. Большая влажность (песок буквально слипается) затруднит определение нужного объема воды и исказит пропорции смеси.

Содержание влаги свыше 10% заметно по возрастанию плотности песка. Средняя плотность сухого песка – около 1500 кг/м3.

В полевых условиях плотность можно узнать так:

1. Насыпать песок в ведро, зная объем и вес тары.
2. Снять горку, не уплотняя песок.
3. Взвесить ведро с песком.
4. Разделить массу песка (кг) на объем тары (л) и умножить на 1000, получив плотность в кг/м3.

Если песка нужно много, то полезно узнать его вес.

Гравий или щебень

Крупный заполнитель в составе:

• повышает плотность, жесткость и водонепроницаемость бетона;
• уменьшает ползучесть и усадку смеси;
• снижает расход цемента и уменьшает риск трещин (аналогично песку).

Гравий – это разрушенные естественным путем горные породы. В роли разрушающих факторов выступает ветер и водные потоки, дающие гравию округлую форму и гладкую поверхность.

Щебень получают искусственным путем – механическим дроблением горных пород и крупного гравия. Результат – шероховатые зерна с острыми гранями, обеспечивающие оптимальное:

• сцепление с цементно-песчаным раствором;
• уплотнение смеси при заливке.

Для бетона подойдет любой вид щебня и горный (самый шероховатый) гравий.

Как и песок, крупный заполнитель различают по размерам зерна. Для практических задач достаточно знать упрощенную классификацию фракций:

• мелкая – 5–20 мм;
• средняя – 20–40;
• крупная – 40–70.

Нормативами предусмотрено включение в состав бетона щебня:

• 2 фракций при максимальном размере зерна 40 мм.
• 3 фракции при наличии зерен размером 70 мм.

Кроме этого размер зерна должен быть:

• не более 2/3 (а лучше ½) расстояния между армирующими стержнями (размера ячейки металлической сетки);
• не более 1/3 (лучше 1/5) ширины ленты фундамента. Использовать для ленточного фундамента шириной 300 мм щебень более 60 мм нежелательно.

Смешивая бетон самостоятельно, можно брать щебень одной фракции со средней крупностью 20 мм. Это позволит по «максимуму» использовать небольшую бетономешалку и без проблем заливать нешироко ленту с частым армированием.

Кроме типа заполнителя и фракции обращают внимание на:

• пустотность – до 50%. Ее легко определить, залив в ведро со щебнем воду, а затем разделив объем воды на объем ведра;
• лещадность – содержание иглообразных зерен – до 25%;
• чистоту. Если загрязнения визуально заметны, щебень промывают струей воды из шланга;
• марку по прочности. Здесь сверяются с таблицей соответствия.

Вода

Влага необходима для:

• запуска реакции гидратации;
• облегчения смешивания;
• минимальной пластичности.

Основных требований для воды два:

• чистота. Иногда приводится утверждение, что вода для бетона не должна быть грязнее питьевой. ГОСТ предполагает отсутствие промышленных отходов, органических примесей, кислот, регламентирует окисляемость и содержание солей. На практике воду берут из водопровода или колодца;
• соблюдение объема – влаги нужно ровно столько, чтобы пропитать цемент и дать пластичность.

Говоря о пропорциях БСГ, используют понятие «водоцементное отношение» (модуль). На графике ниже можно проследить зависимость прочности от водоцементного отношения.

Например:

• бетонная смесь с «правильными» пропорциями цемента ПЦ 500, воды и заполнителей при В/Ц равном 0,4 созревает до прочности, соответствующей бетону М500;
• при «переразбавлении» водой до В/Ц равного 0,9 (количество цемента и заполнителей то же) из ПЦ 500 получится лишь бетон М150.

Нарушение рекомендуемого В/Ц способно снизить прочность в 3,5 раза.

Объясняется это так: влага, «не нужная» цементу для гидратации в ходе отвердевания:

• испаряется. При этом занимаемый ею объем превращается в поры и капилляры, снижающие прочность и влагонепроницаемость бетона;
• остается внутри. Прочности она тоже не прибавляет, а при замораживании провоцирует трещины.

Поэтому «подкручивать» пластичность бетона, добавляя воду нельзя. Главное – не удобоукладываемость смеси, а прочность отвердевшего бетона.

Исходя из последней нужное В/Ц берут из таблицы:

Пропорции в бетон для фундамента

Нужные пропорции определяют двумя способами:

• расчетным – с учетом В/Ц и типа заполнителей, пользуясь справочными таблицами. Начинают с пропорций по массе, затем, зная плотность, переходят к объемам;
• воспользовавшись готовым калькулятором бетона по составу смеси;
• из готовых таблиц для ходовых марок.

Для цемента ПЦ400:

Массовые соотношения нужны для покупки сырья, а объемные – для смешивания. Перед закладкой компонентов в мешалку достаточно разделить объем из таблиц на объем мерного ведра.

Таблица для ПЦ500:

Примерный объем воды берут из таблицы допустимого В/Ц. Реальный – определяют на глаз, исходя из пластичности смеси.

Замешивание в бетономешалке

Цель перемешивания – создание равномерного слоя цементного «молочка» вокруг гранул заполнителя. Достигнуть однородности, перекладывая смесь лопатой, невозможно.

Использование бетономешалки дает прирост прочности смеси до 40% (в сравнении с перемешиванием вручную) – при прочих равных условиях.

Если мешалка объемная (больше 300 л или 0,3 м3), емкость смазывают, прокрутив в ней 5 минут разбавленную цементно-песчаную смесь. Затем раствор выливают – его можно использовать для отделочных или кладочных работ.

Затем можно закладывать компоненты по плану:

1. Залить до пятой части расчетного объема воды.
2. Засыпать весь цемент и песок и помешать около минуты.
3. Порциями ввести весь щебень.
4. Начать заливать оставшийся объем воды, следя за однородностью и пластичностью. Жестковатая смесь лучше разбавленной.

Для небольшой бетономешалки порядок действий немного другой:

1. Смешать весь песок с половиной щебня, не добавляя воду.
2. Добавить весь цемент и тщательно прокрутить.
3. Влить примерно 4/5 объема воды.
4. Засыпать остатки щебня.
5. Если смесь совсем сухая, добавить остаток воды.

Для маленьких гравитационных мешалок используют также такую схему:

1. Влить часть расчетного объема воды и 1 ч щебня.
2. Засыпать весь цемент и песок.
3. Добавить оставшийся щебень.
4. Долить воды (если нужно).

В случае с перемешиванием дольше не значит лучше. Оптимально выгружать смесь через 2 (максимум 5) минут. При удлинении цикла вода начнет испаряться – это выльется в снижение пластичности бетона и путаницу с определением объема воды для следующих партий.

Увеличивать время перемешивания до 6–10 минут имеет смысл при использовании «лежалого» цемента.

Полезные советы

Планируя бетонную «ленту» под дом, кроме сырья и оборудования следует подумать об:

• армировании. Независимо от марки, усиление бетона увеличит надежность и снизит риск трещин при вспучивании грунта. Для армирования фундамента подойдет рифленый прут диаметром от 12 мм;
• увлажнении бетона. В период ускоренного набора прочности (первые 7– 14 дней) необходимо несколько раз в сутки поливать поверхность и основание водой – луж бояться не нужно. Начинать полив можно не раньше, чем через 8 часов после укладки;
• защите от пересыхания. В жаркую погоду на свежеуложенный бетон толстым слоем насыпают опилки, а сверху укладывают мешковину.

Очевидно, что вопрос не столько в том, какую марку бетона выбрать для ленточного фундамента, а в том, чтобы добиться соответствия уложенной смеси марочным характеристикам. От застройщика потребуется внимание – как при приготовлении бетона своими силами, так и при покупке готовой смеси.