Фундамента влияет марка цемента окружающая температура размеры фракции песка составляющие

Обновлено: 14.05.2024

Песок для бетона влияет на технические характеристики и качество готовой смеси. При покупке материала следует учитывать способ добычи, размер песчинок и другие факторы.

Общие требования

Требования к сырью, применяемому для изготовления смеси, указаны ГОСТами. Их список включает в себя такие показатели, как:

процент пылеобразных частиц (размером меньше 0,14 мм) – не более 10% от общего веса;
количество примесей пыли и глины – не более 3%;
содержание крупных частиц (0,5 см и больше в диаметре) – 5% или меньше;
фракции размером более 1 см не допускаются вообще;
в материале не должно быть никаких органических примесей.

Таким требованиям может соответствовать только стройматериал, который прошел дополнительную обработку – промывку водой и просеивание на специальных машинах.

Определение качества

Протестировать качество материала можно в лаборатории или самостоятельно. Сырье нужно положить в глубокую емкость из прозрачного материала, чтобы оно наполнило ее на треть, а затем добавить воду в пропорции 1:1 и перемешать.

Если песок высокого качества, через 10—12 минут твердые частицы осядут на дно, а жидкость станет прозрачной.

Роль в стяжке

Песчано-гравийная смесь (ПГС) или песок для стяжки является одним из основных компонентов бетона и занимает 75% массы готового состава. Он служит заполнителем пространства, когда цемент исполняет роль связующего элемента. Именно этот материал отвечает за структурную прочность готового покрытия или блоков, предотвращает деформацию и растрескивание, усиливает влагостойкость. Он равномерно распределяет напряжение по всей массе, формируя внутренний каркас бетонного блока.

Разновидности

Данный стройматериал классифицируется по следующим признакам:

происхождению – природный и искусственный;
месту добычи – речной, карьерный, морской;
способу обработки – необработанный, мытый, сеяный;
объемной массе – твердый и пористый;
минеральному составу – доломитовый, известняковый, полевошпатовый, кварцевый, мраморный, перлитовый;
размеру частиц – мелкие, средние или крупные.

Виды сырья отличаются по прочности, качеству и другим свойствам. Не все из них подходят для стяжки и изготовления бетонных блоков.

Отличия карьерного и речного песка

При создании бетона часто применяют карьерный или речной песок. Между ними есть несколько отличий, а именно:

У карьерного песчинки шершавой формы, а у речного — гладкой. Из-за этого различается их адгезия с щебнем – первый вид распределяется легко, а второму нужно постоянное помешивание.
Добытый из водоемов стройматериал однороден по размеру фракций.
В карьерном песке гораздо больше глины и пыли.
Цена у речного стройматериала выше.

При выборе продукта необходимо знать характер работ, для которых планируется его использовать. Для штукатурки стен, создания кладки, строительства подушек под фундамент, подходит карьерный вид. Песок для полусухой стяжки, заливки блоков и других конструкций, сооружения фундаментов и элементов на каркасах, должен быть речным или морским.

Обработка и подготовка

По виду обработки во время добычи и после нее, стройматериал делят на два типа:

Намывной. Обрабатывается и добывается в карьерах при помощи аппарата под названием декантатор. В нем масса отстаивается в воде, после чего жидкость сливается, вымывая остатки глины и пыли. В результате получается чистый продукт.

Сеяный. Обрабатывается механическим просеивателем, в результате которого из стройматериала удаляются все лишние элементы. Используется редко из-за трудоемкости и дороговизны процесса.

Обработку проводят только песчаной массе, добытой в карьерах.

Какой песок выбирать для приготовления бетона

Выбор сырья для бетона зависит от требующейся марки материала. Для M50-М150 лучше использовать среднезерновые варианты, так как они дешевле. Если строится фундамент, стена или дорога (для них стоит применять бетон М200-М300), потребуется более качественный песочный состав с крупными частицами и без примесей. При создании прочного и сверхпрочного бетона (М350 и выше), подойдут только крупнозерновые виды песка.

Чтобы определить, какой песок лучше подходит для строительства, необходимо учитывать тип помещения. Так, для работы в промышленных и общественных зданиях, стоит отдавать предпочтение качественным речным (или морским) разновидностям, прошедшим просеивание и тщательно проверенным на наличие любых примесей. Это связано с тем, что конструкции в них подвергаются большим нагрузкам: ударам, вибрациям, весу оборудования и людей.

Для отделки жилых помещений и квартир выбирают недорогие карьерные разновидности песка. Лучший вариант – промытый стройматериал со средним размером зерен.

Кроме указанных ГОСТОм пыли и глины, в строительный материал попадают вредные вещества, среди которых встречаются:

окиси железа – провоцируют появление пятен на блоках;

слюда – ослабляет связь компонентов бетона, создавая риск коррозии;

сера и ее производные – приводят к появлению трещин;

гипс и пирит – застывают при контакте с водой, разрушая структуру изнутри.

Выявить сторонние элементы можно при проведении лабораторного анализа.

В данном процессе важно правильно рассчитать пропорции цемента, песка, щебня и воды с учетом их веса. Соотношение должно быть 1:2,8:4,8. Эта норма подходит для приготовления бетона М200, которая чаще всего используется для работ внутри помещения. В качестве единицы измерения применяют ведро.

Порядок приготовления стройматериала состоит из следующих действий:

Залить в бетономешалку небольшое количество воды.

Засыпать цемент и тщательно перемешать смесь.

Добавить песок. Долго перемешивать, пока масса не станет однородной, без комков и отдельных фракций компонентов.

Всыпать щебень. Развести оставшейся водой и размешивать до получения консистенции густой сметаны.

Применять смесь стоит сразу после изготовления, поскольку она «схватывается» за 12 часов и застывает за неделю. Все работы лучше проводить в теплое время года при температуре не ниже 0 °C.

При изготовлении бетонных смесей, в песчаную массу добавляют жидкие гидроизоляционные материалы. Это могут быть:

жидкости для ликвидации утечек.

Добавки попадают в микроскопические трещины в толще конструкций, где они вступают в реакцию с минералами, образуя водонепроницаемые прочные кристаллы. Они полностью перекрывают поры, не давая жидкостям проникать внутрь блоков, увеличивая их стойкость и прочность.

Главный плюс такой изоляции – долговечность. Она служит столько же, сколько и сами бетонные конструкции, а потому не нуждается в замене или техническом обслуживании.

От параметров песка и других составляющих бетонной смеси зависит ее качество, долговечность, способность выдерживать нагрузки и неблагоприятные внешние условия. Потому на них обязательно нужно обращать внимание при выборе ингредиентов.

Классификация по фракциям

Одной из самых важных характеристик стройматериала является фракция песка для стяжки (то есть средняя величина его зерен). Согласно ГОСТу, по этому параметру сыпучий материал делится

на 8 разновидностей:

очень тонкий – до 0,7 мм;

очень мелкий – 1-1,5 мм;

средний – 2-2,5 мм;

крупный – 2,5-3 мм;

повышенной крупности – 3-3,5 мм;

очень крупный – 3,5-5 мм.

Для выполнения строительных работ желательно выбирать песчаную смесь, которая содержит как средние, так и крупные частицы. Это поможет снизить расход ценных материалов, таких как цемент.

По размеру частиц песок делят на два класса. Из первого исключены все стройматериалы с фракцией менее 2 мм, то есть неподходящие для строительства. Во втором могут встречаться примеси из частиц любого размера. Для создания бетонного состава используют только первый класс, поскольку мелкие частицы плохо распределяют напряжение на цемент.

Место добычи материала влияет на его минеральный и зерновой состав, однородность, присутствие и характер примесей. Это один из самых важных параметров при определении того, какой песок лучше для строительства.

Речной песок добывается в руслах рек. Он почти лишен примесей глины и каменистых вкраплений. Песчинки непрерывно омываются водой, из-за чего они становятся гладкими и однородными по размеру и форме. Зернистость у этого вида стройматериала низкая, размер фракции небольшой.

Речной материал имеет преимуществу перед другими видами, поскольку он почти не требует дополнительной обработки после добычи, так как изначально обладает хорошими характеристиками. Но при его извлечении из водоемов нарушаются их экосистемы, что приводит к нежелательным последствиям.

Данную разновидность материала добывают непосредственно из толщи горных пород или в песчаных карьерах. Он всегда содержит глину, камни и пыль, а потому требует дополнительной обработки перед применением. Частицы в материале неоднородные по размеру и форме, угловатые и шероховатые, что обеспечивает им хорошую сцепляемость. К плюсам карьерного стройматериала относится легкость его добычи и невысокая цена.

Морской песок – альтернатива речному с похожими характеристиками. Его минус – присутствие в составе небольших камней и осколков ракушек. К достоинствам можно отнести отсутствие примесей и относительно невысокую стоимость.

Овражный или горный

Горные или овражные виды добываются из залежей материала в грунте. Они отличаются большим количеством примесей, в основном глины. Она снижает итоговое качество и прочность бетонного раствора, потому применение овражного песка в стяжке и создании блоков ограничено.

Искусственный и кварцевый

Искусственный вид рассыпчатого стройматериала получается путем искусственного дробления горной породы. Из них наивысшим качеством (и соответствующей ценой) обладают продукты на основе кварца. Использование этого сырья увеличивает стойкость бетона к механическим, химическим и атмосферным воздействиям и позволяет получать блоки мягких пастельных оттенков.

Качество бетонных конструкций, качественное устройство бетонных полов в первую очередь зависит от свойств применяемого бетона. Рассмотрим, как влияют характеристики песка на конечные свойства бетона.

Песок характеризуется следующими паспортными характеристиками:

Модуль крупности;
Насыпная плотность;
Содержание глинистых и пылевидных частиц.

Вспомогательным параметром, для дальнейшего изложения, является собственная плотность песка. Так как речной песок состоит на 95% из кварцевого песка, то можно считать, что собственная плотность равна плотности диоксида кремния Пс = 2,7 т/м 3 .

Суть изготовления любого бетона заключается в заполнении пустот между частицами наполнителя клеевой массой. Для портландцементбетонов клеевой массой является цементное тесто. В процессе заполнения пустотности консистенция бетона меняется от влажной до текучей. На конечную прочность бетона влияет как собственные прочности наполнителей, так и прочность «клея» - созревшего цементного камня. Прочность цементного камня имеет ярко выраженную зависимость от соотношения между массой цемента (Ц) и воды (В) в составе цементного теста. Оптимальное значение - Ц/В = 2,5-3,3 (В/Ц=0,4-0,3).

Приблизительная зависимость марочной прочности цемента М500 от отношения массы цемента и воды имеет следующий вид:

Отсюда легко увидеть, что:

при Ц/В = 2,5: Rсж = 500х2,5/2 = 625,
при Ц/В = 3,0: Rсж = 500х3/2 = 750,
при Ц/В = 1,5: Rсж = 500х1,5/2 = 375.

Следовательно, прочность (качество) цементного клея находится в прямой зависимости от водоцементного отношения. Кроме того, от содержания воды в цементном тесте зависит и величина усадочных напряжений, так как избыточная вода, испаряясь, создает пустотность в цементном камне.

Величина объемной пустотности для наполнителей и цементного теста рассчитывается по формуле:

где Н – насыпная плотность дробленного минерала, С – собственная плотность минерала.

Для дальнейшего изложения будем придерживаться одного состава цементного теста:

Ц/В = 2,5, плотность теста 1,9кг/л.

Такой состав теста позволяет получать цементный клей достаточно высокого качества с одной стороны и, при введении пластификаторов, имеет высокую подвижность с другой стороны.

Как было отмечено ранее в первом приближении (без учета коэффициента раздвижки) составление рецептуры бетона сводится к заполнению пустотности наполнителя (песка) цементным тестом заданного качества. Далее – заполнение пустотности щебня цементно-песчанным тестом.

Пустотность песка в зависимости от насыпной плотности можно рассчитать по формуле 2 .

Объем и массу цементного теста рассчитаем по следующему алгоритму:
1. Объем теста равен пустотности песка.
2. Масса теста равна произведению его объема и плотности.
3. Масса цемента равна массе теста, деленного на 1,4.
4. Расход цемента на 1м 3 пескобетона равен произведению массы цемента и коэффициента раздвижки 1,05.

Таблица 1. Расход цемента в зависимости от насыпной плотности песка.

Насыпная плотность сухого песка, тн/м 3	Пустотность, м 3	Объем теста, л	Масса теста, кг	Масса цемента, кг	Расход цемента на 1м 3 пескобетона, кг
1,35	0,50	500	950	679	713
1,45	0,46	460	874	624	655
1,55	0,43	430	817	584	613
1,65	0,39	390	741	529	555

Следует подчеркнуть, что все составы пескобетона в табл.1 имеют одинаковую марочную прочность, но будут различаться по объемной усадке – она пропорциональна расходу цемента и по срокам начала схватывания – примерно обратно пропорциональны квадрату расхода цемента. Минимальную ожидаемую марочную прочность можно оценить как произведение результата формулы 1 и коэффициента 0,8. Для цемента М500 и Ц/В = 2,5 имеем: М = 625х0,8 = 500.

В предыдущих вычислениях из трех параметров песка учитывался только один – насыпная плотность. Было сделано два допущения: песок не содержит пыли и имеет «хороший» модуль крупности. Для приближения к реальной картине необходимо учесть и эти два параметра. О пагубном влиянии пылевидных и глинистых частиц на прочностные свойства бетона и увеличении трещинообразования (устройство бетонных полов) можно рассказывать очень долго. Попробуем учесть его в расчетах.

Процесс образования цементного теста из воды и сухого цемента можно разделить на две последовательные стадии:
Смачивание водой поверхности частиц цемента.
Заполнение водой пустот между частицами цемента.

Для смачивания поверхности частиц цемента (цементной пыли) необходимо около 15% воды от массы цемента. И эта величина тем больше, чем сильнее измельчен цемент. Вода как бы обволакивает пленкой каждую частицу, равномерно распределяясь на ее поверхности. Чем сильнее измельчен цемент, тем больше общая площадь поверхности каждого грамма цемента и тем больше требуется воды на ее смачивание. Площадь поверхности частицы цемента пропорциональна квадрату ее диаметра, а масса частицы пропорциональна кубу диаметра. Отсюда следует, что общая площадь поверхности частиц отнесенная к их массе обратно пропорциональна характерному диаметру частицы:

Этот закон распространяется и на любой другой измельченный материал. В том числе на песок и на пыль, которая в нем содержится.

Характерный диаметр частицы цемента Dц равен 40мкм. Характерный диаметр пыли, содержащейся в наполнителе Dп равен 5мкм. Отношение водопотребности на стадии смачивания равно отношению удельных площадей поверхности. По формуле 3, получаем:

Вп/Вц = Dц/Dп = 40/5 = 8

То есть для смачивания поверхности пыли необходимо в восемь раз больше воды, чем для смачивания поверхности цемента. В абсолютном выражении: 15х8 = 120% воды от массы пыли.

Даже если считать, что на вторую стадию образования теста будет расходоваться равное удельное количество воды, то мы все равно получим весьма тревожную цифру:

при заданном Ц/В=2,5 (В/Ц=0,4= 40%), получаем:
8х15% + (40% - 15%) = 145% воды от массы пыли.

Дополнительно внесенная в бетон вода
будет снижать прочностные свойства цементного камня согласно формуле 1 !

Для наглядности возьмем третий состав из Табл.1 и пересчитаем его для песков одинаковой плотности, но с различным содержанием пылевидных частиц.

насыпная плотность песка – 1,55тн/м 3 ,
расход цемента – 613кг/м 3 , начальное Ц/В = 2,5,
активность цемента – М500, пескобетоны имеют равную подвижность.

Таблица 2. Снижение прочности цементного камня в зависимости от содержания пыли.

Содер-жание пыли, %	Масса пыли на 1м 3 бетона, кг.	Дополнительный расход воды на 1м 3 бетона, кг.	Общее кол-во воды на 1м 3 бетона, кг	Ц/В реальное	Марочная прочность цементного камня, кг/см 2	Ожидаемая марочная прочность бетона, кг/см 2
0	0	0	245,2	2,50	625	500
1	15,5	22,5	267,7	2,29	573	458
2	31	45	290,2	2,11	528	422
3	46,5	67,5	312,7	1,96	490	392
4	62	90	335,2	1,83	458	366

Падение прочности на сжатие для пескобетонов одинакового состава, но с разным содержанием пыли, согласно Табл.2 может составлять до 27%. Причем эту разницу нельзя компенсировать простым увеличением расхода цемента! Компенсация возможна только за счет снижения количества воды затворения и, следовательно, уменьшения подвижности бетона.

Кроме падения прочности, увеличение количества воды из-за повышенного содержания пыли, значительно увеличивает вероятность образования трещин на ранних стадиях твердения бетона. Этот фактор чрезвычайно важен при устройстве бетонных полов – стяжек пола.

Модуль крупности – величина весьма туманная. Вдаваться в подробное рассмотрение не имеет большого смысла. Но о самом песке рассказать стоит отдельно. Точнее о размерах его частиц. Как видно из формулы 3 характерный диаметр частиц песка будет влиять на водопотребность бетона, и, следовательно формуле 1, на качество цементного клея (прочность цементного камня). Вот только в отличие от пыли, заполняться пустотность песка будет не водой, а цементным клеем. Следовательно, отрицательное влияние будет давать только одна стадия – смачивание водой поверхности частиц песка.

Оценим влияние характерного размера частиц песка на прочностные характеристики равноподвижных бетонов по формуле 3 и формуле 1 , аналогично задаче с пылью.

Условия расчетов такие же, как и в Табл.2 , содержание в песке пыли – 0%, характерный диаметр частиц цемента – 40мкм (0,04мм), насыпная плотность песков одинаковая - 1,55тн/м 3 .

Таблица 3. Влияние характерного размера частиц песка на прочность равноподвижных бетонов.

Характерный диаметр частиц песка, мм.	Дополнительный расход воды, кг. (0,04/D)х1550х0,15	Общее кол-во воды на 1м 3 бетона, кг	Ц/В реальное	Марочная прочность цементного камня, кг/см 2	Ожидаемая марочная прочность бетона, кг/см 2
0,1	93	338,2	1,81	452,5	362
0,3	31	276,2	2,22	555	444
0,5	19	264,2	2,32	580	464
0,7	13	258,2	2,37	592,5	474
0,9	10	255,2	2,40	600	480
1,1	8,5	253,7	2,42	605	484
1,3	7,2	252,4	2,43	607,5	486

Особенно подчеркнем, что характерный диаметр частиц песка (зерна) значительно меньше среднего диаметра зерна. Так для песка с модулем крупности 2,45 и средним диаметром зерна 1,33мм, характерный диаметр (рассчитывается по средней площади частицы) составляет 0,7мм.

Для оценок можно использовать соотношение:

Характерный диаметр = 0,6…0,8 X средний диаметр зерна
активность цемента – М500, пескобетоны имеют равную подвижность.

В свою очередь, средний диаметр зерна достаточно тесно связан с модулем крупности песка. Для приемлемого 10%-го падения прочности бетона (прочность бетона на «хорошем» песке составляла М500), характерный диаметр зерна должен составлять более 0,4мм, следовательно: средний диаметр – более 0,6мм (по соотношению 4) .

Данная величина среднего диаметра характерна для песков с величиной модуля крупности 2,2. С возрастанием величины модуля крупности увеличивается средний диаметр зерна, что приводит к падению пластичности раствора (пескобетона), а, если раствор является составной частью крупнозернистого бетона, то понижается способность заполнять пустотность между зернами щебня (гравия), что приводит к увеличению коэффициента раздвижки при расчете состава крупнозернистого бетона (уменьшению расхода щебня). Поэтому величина модуля крупности песка ограничена сверху и должна составлять не более 2,8. Оптимальные значения модуля крупности лежат в пределах 2,4-2,7.

Пусть простят меня поклонники точных расчетов – я не стал пересчитывать поправки на изменение объема пескобетонов при увеличении воды и поправки на естественные влажности песков и бетонов и т.д. Я предпочел оставить картину более качественной и прозрачной.

С другой стороны, количественные расчеты остались достаточно точными и дают хорошее представление о влиянии характеристик песка на свойства бетона. Так же, я ограничился расчетами пескобетонов, хотя расчет крупнозернистых бетонов можно выполнить по точно такому же алгоритму, с учетом чуть большего коэффициента раздвижки зерен песка и лещадности щебня.

ООО «ТэоХим» выполняет устройство бетонных полов Эластобетон: упрочненных (объемный топпинг), полимерцементных, мозаичных.

Основа надежного дома — прочный фундамент, а прочность фундамента во многом определяется достаточным запасом прочности бетона, а также другими его характеристиками: морозостойкостью, а при высоком уровне подземных вод — водопроницаемостью. Чтобы дом стоял долго и без проблем, нужна правильно рассчитанная марка бетона для фундамента. О том, что это такое и как ее определить речь пойдет дальше.

Основные работы на стройке происходят с участием цемента

Состав бетона для фундамента

Бетон — материал, состоящий из:

Вяжущего. Чаще всего это — цемент (портландцемент). Есть еще нецементный бетон, но для фундаментов он не применяется.

Заполнителей:

песка;
щебня или гравия.

При какой прочности можно продолжать строительство в зависимости от марки бетона

При понижении температуры, время схватывания значительно возрастает (при +15°C требуется уже порядка 14 дней для достижения 50% прочности). При температуре +5°C процесс практически останавливается, и при таких условиях необходим уже зимний бетон — с соответствующими добавками и/или меры по повышению температуры (укутывают, подогревают в смесителе, используют подогрев через опалубку или греют напрямую, прикрепив к опалубке изнутри греющие кабели).

Цемент

Для изготовления бетона используются портландцемент разных типов. Наиболее распространенные такие:

Портландцемент — начинает схватываться не ранее чем через 3/4 часа и не позднее чем через 3 часа после замеса. Конец схватывания — через 4-10 часов.
Шлакопортландцемент — после замеса в зависимости от температур и параметров раствора начинает схватываться через 1-6 часов, заканчивает через 10-12 часов.
Пуццолановый портландцемент — твердение начинается через 1-4 часа, заканчивается через 6-12 часов.
Глиноземистый цемент — твердеть начинает через 1 час, заканчивает через 8 (но не позже).

Любой из этих видов связующего может быть использован для приготовления бетона. Только вам нужно будет учитывать время схватывания раствора — уложить и провибрировать его нужно до начала твердения.

Рекомендуемые марки цемента для бетона

Заполнители

На качество бетона оказывают влияние и заполнители. Нужно придерживаться не только рекомендуемых пропорций, но и качественных показателей — влажности и зернистости.

Песок

В зависимости от размеров зерен различают следующие виды песка:

крупный размер песчинок 3,5-2,4 мм,
средний — 2,5-1,9 мм,
мелкий 2,0-1,5 мм;
очень мелкий 1,6-1,1 мм);
тонкий ( меньше 1,2 мм).

Для засыпки используют в основном крупный и средний, реже — мелкий. Песок должен быть чистым — не содержать никаких посторонних включений — корней, камней, растительных остатков, кусков глины. Даже содержание пыли и илистых веществ нормируется — их не должно быть более 5%. Если песок вы решили «добыть» сами, проверьте количество загрязняющих веществ.

Для проверки 200 куб. сантиметров песка засыпают в пол-литровую емкость (банку, бутылку), заливают водой. Через минуту-полторы воду сливают, снова заливают и взбалтывают песок. Процедуру повторяют пока вода не будет прозрачной. Если песка осталось 185-190 куб. см, его можно использовать — его запыленность не превышает 5%.

Обращать внимание нужно и на влажность песка. Все пропорции даны из расчета на сухие компоненты. Даже сухой и сыпучий песок имеет влажность не менее 1%, обычный — 5%, мокрый — 10%. Это нужно учитывать при дозировке воды.

Щебень и гравий

Щебень получают дроблением горных пород. В зависимости от величины фрагментов различают следующие фракции:

особо мелкий 3-10 мм;
мелкий 10-12 мм;
средний 20-40 мм;
крупный 40-70 мм.

Для приготовления бетона используют несколько фракций — так распределение щебня по объему получается более равномерным, а прочность увеличивается. Нормируется размер самых крупных фрагментов: он не должен быть больше чем 1/3 от самого мелкого размера конструкции. Применительно к фундаментам принимают в расчет расстояние между прутами арматуры. СНиП определяет и количество мелкого щебня: его должно быть не менее 1/3 от общего объема.

Гравий имеет примерно те же фракции и размеры, но при его использовании водоцементное отношение (вода/цемент или в/ц) увеличивается на 0,05 (на 5% воды нужно лить больше).

Для приготовления и поливки бетона используется вода, пригодная для питья. В том числе та, которую можно пить после кипячения. Морскую воду допустимо использовать с портланд- и глиноземным цементом. Любая другая техническая вода не годится.

Марка бетона и ее выбор по прочности

В зависимости от характеристик бетона его разделяют на классы по сжатию и соответствующие им марки. Это соответствие приведено в таблице.

Класс бетона по прочности на сжатие	Прочность бетона на сжатие кг/см2	Ближайшая марка бетона по прочности
В 5	65.5	M 75
B 7.5	98.2	M 100
B 10	131.0	M 150
B 12.5	163.7	M 150
B 15	196.5	M 200
B 20	261.9	M 250
B 22.5	294.4	M 300
B 25	327.4	M 350
B 30	392.9	M 400
B 35	458.4	M 450
B 40	523.5	M 500

Прочность бетона на сжатие определяется при испытаниях. Этот параметр отражает ту нагрузку, которую может вынести данный бетон без признаков разрушения при длительном ее воздействии. По этой характеристике и выбирается бетон в зависимости от нагрузки, которую будет создавать дом (зависит она в первую очередь от веса стен и перекрытий, но учитывается еще масса факторов, включая снеговые нагрузки).

При проектировании фундамента и определении его размеров, рассчитывается нагрузка от здания. Эта цифра — один из параметров выбора марки. Находите в средней колонке таблицы значение, близкое к рассчитанной нагрузке и определяете марку.

Марка бетона для фундамента в зависимости от материалов стен и грунтов

Проекты и расчеты проводятся не всегда. При строительстве дач или бань застройщики предпочитают не тратиться, и разрабатывают конструкции сами. И хоть марок бетона много, в частном домостроении для фундамента используют в основном три:

М 200. Этот бетон используется при заливке фундамента под легкие дома — из бревна или бруса, панельного типа, легких строительных блоков (пеноблоков, газосиликата, керамзитобетонных).
М 250. Эта марка бетона для заливки фундамента одноэтажных построек из кирпича и других материалов такой же плотности, с перекрытиями бетонными плитами.
М 300 марка бетона под фундамент дома из кирпича, но в 2 или 3 этажа.

Еще нужно внести корректировки, учитывающие тип грунтов под фундаментом и уровень залегания грунтовых вод. Если грунты песчаные или скальные, а вода находится ниже глубины промерзания, то все рекомендации остаются в силе. Если же уровень грунтовых вод высокий, а грунты пучинистые, марку бетона берут на ступень выше: условия тяжелее и запас прочности требуется больший.

Выбор с учетом типа фундамента

Марка бетона для ленточного фундамента при глубоком залегании вод (ниже 2 метров) и средней степени армирования выбирается по предыдущим рекомендациям:

для легких зданий — M200;
для одноэтажных кирпичных — M250;
для двух и трех этажных кирпичных — M300.

При изготовлении фундамента-плиты или ленточного, но с высоким уровнем грунтовых вод, раствор берут не ниже, чем M350. Причем заполнитель должен быть только гравийный (не щебень), и не обмелованный. Для заливки буронабивных свай используется М200 или М250.

Из всего сказанного выше, следует: то, какая марка бетона используется для фундамента зависит от:

материала, из которого строится дом;
от грунтов под фундаментом;
от глубины залегания грунтовых вод;
от типа фундамента.

Все это кажется сложным, да так, в сущности оно и есть, но после всех расчетов в 90% случаев при строительстве небольших домов, дач, бань, гаражей, используется бетон марки M200 или M250. И его прочности обычно хватает с излишком. Главное — при замесе правильно выдержать пропорции, хорошо все перемешать — только однородный раствор может дать требуемую прочность. Еще важно при укладке хорошо раствор обработать вибраторами для бетона. Одна эта обработка повышает марку бетона на одну ступень (он становится более прочным, повышается морозоустойчивость, меньше впитывается вода).

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 — 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.

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.

Пропорции компонентов для бетона

В рецептурах составления бетона даны по весу или объему. Причем цемент всегда приниматься за 1, а все остальные компоненты берутся по отношению к нему. Пропорции для часто используемых марок приведены в таблице.

Пропорции для марок бетона. Для фундаментов чаще всего используются М200, М250, М300

Как видите, один и тот же бетон можно получить, используя разные марки цемента. Какой есть, такой и засыпайте, только придерживаясь рекомендуемых массовых (или объемных) доль. В основном при заливке фундаментов применяют портландцемент M400 и M500. При составлении смеси помните, что если вместо щебня используется гравий, воды добавляется на 0,05 больше.

Как расшифровать указания таблицы? Например, возьмем Марку бетона M250, составлять ее будет из портландцемента M400. Будем ориентироваться на массу. Тогда выбираем соответствующую строку в третьем столбце: 1/2,1/3,9. Это значит, что на один килограмм цемента марки M400, берем 2,1 кг щебня и 3,9 кг песка. Количество воды можно взять из таблицы ниже — она составляет 0,65 кг для засыпки из щебня.

Водо-цементное отношение для разных марок бетонов

Если тот же бетон будем составлять, ориентируясь на объем, например 10-литровое ведро, то пропорции берем из четвертой колонки: 10/19/34. Это значит, что на 1 ведро цемента, кладем 1,9 ведра песка, 3,4 ведра щебня. Водо/цементное отношение остается тем же: 0,65 ведра.

Иногда нужно рассчитать, сколько потребуется компонентов на один куб бетона. Эти данные приведены в следующей таблице.

Пропорции бетона на один куб. Масса компонентов указана в килограммах, в скобках даны части.

В другую таблицу сведены данные по расходу цемента М400 и М500 на кубометр самых популярных марок бетона при строительстве фундамента.

Расход цемента на один кубометр бетона разных марок

Правильно выбранная марка бетона для фундамента — залог его прочности. Но высокомарочные составы очень дороги. Если по всем приведенным рекомендациям вам необходимо использовать М300 и выше, лучше заказать расчет фундамента, который подтвердит или опровергнет ваши предположения. Стоимость этой услуги — порядка 100-150$, а сэкономить она может тысячи, если вам нужна более низкая марка.

Существует мнение, что подобрать песок для цементной смеси не очень сложно. Но это не так, ведь существует несколько видов этого сырья, и от их параметров многое зависит. Поэтому важно знать, какой песок нужно использовать для изготовления раствора при различных видах строительных работ.

Зачем нужен?

Приготовить бетонный состав максимально хорошего качества будет сложным заданием, но без этого ни одно строительство не проходит.

Для начала перечислим основные компоненты цементного раствора, используемого при строительных работах. Это вода, цемент, песок и щебень. Все эти ингредиенты предназначены для выполнения определенных задач. Если приготовить раствор из одного цемента, разведенного водой, то после высыхания он начнет растрескиваться, и в нем не будет необходимой прочности.

Основная цель песка в растворе из бетона — это обеспечить дополнительный объем и обволакивать второй наполнитель (щебень, гравий), занимая пространство и формируя смесь.

Кроме всего прочего, наличие в растворе сыпучих материалов значительно снижает его стоимость.

От свойств раствора во многом зависит прочность монолитной заливки, ремонтных работ. Песок будет полезен только в том случае, когда он правильно подобран и его не слишком много или мало. Когда его в растворе чересчур много, то бетон получится непрочным, и легко будет крошиться, а также разрушаться под воздействием атмосферных осадков. Если песка недостаточно, то в заливке будут появляться трещины или впадины. Поэтому очень важно правильно соблюдать пропорции смеси.

Требования

Как и ко всем компонентам в бетонном растворе, к песку тоже предъявляются определенные требования. Характеристики натуральных подобных материалов и полученных методом дробления отсева (кроме изготовленного путем перемалывания горных пород) перечислены в ГОСТе 8736-2014. Он распространяется на данные компоненты бетонного раствора, применяемые при строительстве разнообразных объектов.

Исходя из размера фракций и присутствия в нем примесей, песок, согласно эталону, разделен на 2 класса. В первом размер песчинок более крупный и отсутствует пыль или глина, которая негативно влияет на прочность раствора и его морозоустойчивость. Количество примесей не должно превышать 2,9% от общей массы.

Этот класс сыпучего материала считается более приоритетным и рекомендуется для приготовления цементных смесей.

По размеру частиц песок делится на множество групп (очень тонкий, тонкий, очень мелкий, просто мелкий, средний, крупный и очень крупный). Размеры фракций указаны в ГОСТе. Но в реальности строители условно делят его на следующие группы:

Вторым после размера частиц, но не менее важным требованием к песку является влажность. Обычно данный параметр равняется 5%. Эту цифру можно изменить, если его подсушить или он дополнительно увлажнен осадками, соответственно 1% и 10%.

От влажности зависит, сколько воды добавлять при приготовлении раствора. Эту характеристику лучше измерять в лабораторных условиях. Но если есть острая необходимость, то это можно проделать и прямо на месте. Для этого достаточно взять песок и сжать его в ладони. Полученный комок должен рассыпаться. Если этого не случилось, значит, влажность более 5 процентов.

Еще один параметр – это плотность. В среднем она бывает 1,3-1,9 т/куб. м. Чем меньше плотность, тем больше в песчаном наполнителе различных нежелательных примесей.

Если же она чрезвычайно высока, это говорит о повышенной влажности. Такая важная информация должна быть прописана в документах на песок. Наилучшим показателем плотности считается 1,5 т/куб. м.

И заключительной характеристикой, на которую следует обращать внимание, является пористость. От этого коэффициента зависит, насколько в будущем бетонный раствор будет пропускать влагу. Данный параметр на месте строительства не может быть определен – только в лаборатории.

Со всеми размерами фракций, плотностью, коэффициентами пористости и влажностью можно подробно ознакомиться, изучив соответствующий ГОСТ.

Обзор видов

Для изготовления раствора на строительных площадках может применяться натуральное или искусственное сырье. Оба вида песка в некоторой степени влияют на прочность структуры бетона в будущем.

По своему происхождению этот сыпучий материал делится на морской, кварцевый, речной и карьерный.

Все они могут добываться открытым способом. Рассмотрим все типы.

Речной

Этот вид добывается в руслах рек при помощи земснарядов, которые вбирают в себя песчаную смесь с водой и перемещают ее на площадки для хранения и высыхания. В таком песке практически нет глины и очень мало камней. По качеству он один из лучших. Все фракции у него имеют одинаковую овальную форму и размер. Но есть минус – при добыче нарушается экосистема рек.

Морской

Является самым качественным. По своим параметрам он похож на речной, но в составе присутствуют камни и ракушки. Поэтому перед применением ему требуется дополнительная очистка. И так как его добывают со дна моря, цена его довольно высока по сравнению с остальными видами.

Карьерный

Извлекают из толщи земли в специальных песчаных карьерах. В его составе присутствуют глина и камни. Поэтому он не применяется без мер очистки, но его цена самая низкая из всех.

Кварцевый

Имеет искусственное происхождение. Его получают путем измельчения горных пород. Молотый песок практически не имеет в своем составе ненужных примесей, так как его очищают сразу в процессе производства. Хоть он однороден по составу и очищен, но имеется и недостаток – высокая стоимость.

Так как песок является одним из элементов бетона, то от размера фракций зависит его вязкость: чем она выше, тем меньше понадобится цемента для приготовления раствора. Этот параметр называется модулем крупности.

Чтобы высчитать его, надо сначала хорошенько высушить и затем просеять песок через два сита, с различным размером ячейки (10 и 5 мм).

В нормативных документах для обозначения этого параметра принято обозначение – Мкр. Для каждого песка он разный. Например, у кварцевого и карьерного он может быть от 1,8 до 2,4, а у речного – 2,1–2,5.

В зависимости от значения этого параметра сыпучий материал согласно ГОСТ 8736-2014 делится на четыре вида:

мелкий (1-1,5);
мелкозернистый (1,5-2,0);
среднезернистый (2,0-2,5);
крупнозернистый (2,5 и выше).

Советы по выбору

Чтобы разобраться, какой песок наиболее подходит, первым делом следует выяснить, какие работы по строительству будут выполняться. Руководствуясь этим, нужно выбирать вид и тип, при этом обращая внимание на цену сырья.

Для укладки кирпичных изделий или блоков оптимальным выбором станет речной песок. Для этой задачи у него оптимальные параметры. Для удешевления имеет смысл добавить сыпец, извлеченный из песчаного разреза, но тут важно не переусердствовать.

Если нужно залить монолитное основание, то наиболее подходящим для этой смеси станет песок речной с мелкими и средними частицами. Можно добавить совсем немного промытого песка из карьера, но стоит помнить, что вкрапления глины из него полностью не удаляются.

Если нужно построить что-то особо прочное, например, основание зданий или блоки из бетона, то можно применить морской, а также кварцевый сыпучий материал.

Они придадут изделиям прочность. За счет большей пористости вода из раствора выходит быстрее, чем из других видов песчаного сырья. В свою очередь, эти виды хорошо зарекомендовали себя при штукатурке. Но в связи с тем, что их добыча затруднена, то и стоить они будут существенно дороже – и это нужно знать.

Карьерный песок является самым распространённым и в то же время в наибольшей степени загрязнённым различными добавками. Не советуют искать применение ему при возведении каких-либо элементов, где требуется особая надежность. Зато он прекрасно подходит для укладки под плитку, выравнивания площадок под фундаментные блоки, создания дорожек в саду. Огромным плюсом является низкая цена.

Расчет количества

Если для раствора брать цемент марки М300 или ниже и использовать мелкозернистый песок с крупинками размером менее 2,5 мм, то такая смесь подойдет только для обустройства фундаментов для жилых домов, высотой не более одного этажа, либо гаражей и хозяйственных построек.

Если на основание будет нагрузка большая, то следует использовать цемент марки не ниже М350, и размер песчинок должен быть не менее 3 мм.

Если вы хотите получить бетон максимально качественный, то важнейшим принципом при его изготовлении является подбор правильных пропорций между основными компонентами.

В инструкции можно найти очень точную рецептуру раствора, но в основном используют такую схему – 1х3х5. Расшифровывается она так: 1 доля цемента, 3 части песка и 5 – щебеночного наполнителя.

Из всего перечисленного можно сделать вывод, что подобрать песок для раствора не так-то и просто, и к этому делу надо подойти ответственно.

О том, какой песок годится для стройки, смотрите далее.

Прочность монолитного изделия зависит от марки цемента, чистоты и качества других компонентов смеси: песка, щебня и воды. Для изготовления фундаментов используют портландцемент, получаемый совместным обжигом глины, известняка и размолом полученного клинкера с добавлением гипса. Правильно выбранный цемент для фундамента в сочетании с нужными пропорциями бетонной смеси обеспечит надежность основания.

Виды основных марок цемента

Основные марки цемента, применяемые при изготовлении фундаментов:

портландцемент ПЦ — старый стандарт, ЦЕМ I — новый;
шлакопортландцемент, соответственно, ШПЦ и ЦЕМ II — шлак

После кода наименования в маркировке следуют цифры, обозначающие прочность вяжущего по устаревшему нормативу в кг/см²:

300, 400, 500, 600. Действующий стандарт предусматривает выражение нагрузки на сжатие в МПа — 22,5; 32,5; 42,5; 52,5. Примеры обозначений: ПЦ-500, ШПЦ-300, ЦЕМ I-42,5; ЦЕМ II-22,5. Для упрощения записи вместо сочетания ПЦ используется буква М — портландцементы М400, М500.

если их содержание

Выбор марки для заливки фундамента

Бетонная смесь, как и цемент, маркируется в зависимости от прочности затвердевшего образца на сжатие. Обозначается показатель символом М, а цифры приводится в кг/см².

При этом марка вяжущего вещества и монолита на его основе не всегда совпадают: бетоны М200, 300, 400, 500 изготавливают с использованием цементов М400, М500. Каждый фундамент рассчитывается по нагруженности, марка смеси для заливок отдельных блоков указывается в проектной документации. Рекомендуемые бетоны:

М100 — заливка фундаментов частных домов, гаражей и дачных строений;
М200 применяют для возведения двухэтажных коттеджей, если коробка в 3 уровнях, используют М250;
М300 — под основания массивных сооружений из нескольких горизонтов;
М400 — для фундаментов многоэтажных зданий.

Выбор цемента начинают с осмотра упаковки, на ней обязательно указывается марка и срок годности. Хранить вяжущее вещество разрешается 2 месяца. Если продукт старше, то он теряет 10-12% активности. Если штамп изготовителя затерт или не обнаружен на мешке, нужно проверить сопроводительные документы на партию цемента, чтобы убедиться в свежести. Можно потрогать мешок: хороший цемент продавливается, в отличие от затвердевшего просроченного порошка.

Количество цемента на фундамент

Производители бетонных сооружений закупают вяжущие порошки М500, упакованные в мягкие однотонные контейнеры, или организуют оптовую доставку с помощью цементовозов. Мелкие потребители и частные застройщики приобретают цемент в бумажных мешках — это марка М400. Чтобы понять, какое количество потребуется для возведения фундамента дома, потребуется выполнить расчет. Для вычислений используется схема:

выбирается марка цемента;
определяется объем фундамента и необходимая прочность: обмериваются опалубочные полости, заливаемые бетонной смесью;
из справочной таблицы подбирается нужное значение удельного расхода цемента заданной марки для получения монолита установленной прочности;
необходимая потребность определяется перемножением объема бетонных работ и нормы использования цемента.

Пример расчета вяжущего порошка для строительства ленточного фундамента габаритами 30х1,2х0,5 м из бетона М200 на цементе М400. Объем фундамента определяется перемножением размеров — 18 м³. Нормативный расход вяжущего порошка для бетонов М100, М200 и М300: 183, 263 и 338 кг. Потребность в цементе при заданных условиях составит 263*18=4734 кг, что равняется 95 мешкам.

Пропорции компонентов

Бетонный раствор для крупных строек изготавливают на заводах, а для мелких предприятий и частников лучший способ залить фундамент — самостоятельное изготовление цементной смеси: песок, щебень и вода с цементом.

Компоненты должны удовлетворять предъявляемым требованиям: песок не должен содержать глинистых частиц, его фракция от 1 до 2,8 мм; щебень крупностью 1-2 см, а вода — только чистая, без каких-либо примесей.

Пропорции смешивания зависят от требуемой прочности бетона и марочности цемента. Весовые соотношения Ц:П:Щ:В для вяжущего вещества М400:

Пропорция для приготовления смеси М200 должна быть принята 1:2,8:4,8:0,5. Это означает, что для замешивания 1 м³ бетона потребуется: цемент М400 — 263 кг, песок речной — 738 кг, щебень или гравий — 1265 кг, вода — 131 л.

Замешивание бетона

Малые объемы бетонной смеси приготавливают вручную, используя старое корыто или ванну. Сначала засыпают цемент и песок, перемешивают до однородности, добавляют воды и повторяют манипуляцию. В последнюю очередь добавляют щебень.

Механизированный замес предполагает выполнение операций в установленной последовательности. После запуска барабана постепенно добавляют компоненты:

цемент и небольшое количество воды — до достижения равномерного смешивания;
песок засыпают небольшими порциями;
в почти готовую смесь понемногу подкладывают щебень, при необходимости вливают воду.

Для удобства работы в качестве мерного сосуда используют ведро. Для заливки фундамента бетономешалкой на замес берут по 2 части цемента и щебня, 6 частей песка. С густым раствором бетона сложно работать, его можно немного разбавить. Но и много воды быть не должно: теряется прочность монолита.

Схватывается цементная смесь через 10-12 часов, а затвердевает за неделю. Полностью прочность набирается спустя месяц после заливки при температуре 20ºС.

Добавки в бетон

Помимо прочности самого фундамента, бетонная смесь должна обеспечивать другие важные характеристики: пластичность, водопоглощение, морозостойкость. Если раствор используется как кладочный, должна быть обеспечена удобоукладываемость и живучесть смеси. Управляют полезными качествами бетонной массы на стадии замешивания посредством применения химических присадок.

Наиболее распространенные модификаторы:

Суперпластификаторы — снижают расход воды на замешивание, увеличивают прочность, снижают усадку и появление трещин. Возрастает морозостойкость бетона и его водонепроницаемость.
Противоморозные химические добавки применяются, когда нужно бетонировать в условиях низкой температуры. Действуют реагенты в мороз до -15ºС.
Самоуплотняющие присадки — они позволяют делать заливку смеси в зауженные пространства опалубки.
Добавки, ускоряющие твердение. Применяют, когда прочность нужна уже через сутки после укладки бетона.
Замедляющие схватывание реагенты используют, чтобы дольше сохранить подвижность смеси.

Универсальным средством для улучшения качеств бетонного раствора являются пластификаторы.

Читайте также: