Лучшие заменители цемента на сегодняшний день

Основа надежного здания — прочный фундамент, а прочность фундамента во многом определяется достаточным запасом прочности бетона и другими характеристиками: морозостойкостью, а также высоким уровнем подземных вод — водопроницаемостью. Чтобы дом стоял долго, без проблем, нужно правильно рассчитать марку бетона для фундамента. Что это такое, как его определять — расскажем в статье.

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.
  • Воды.

Марка бетона определяется пропорциями всех этих компонентов, а также условиями его твердения (схватывания). Оптимальные условия для набора бетоном прочности создаются при температуре +20° таких условиях очень активно процесс идет в первые 7 дней. За это время бетон набирает порядка 50% прочности. При таких параметрах уже можно продолжать строительство дальше. Расчетная прочность, которую принимают при проектировании за 100%, при таких условиях набирается за 28-30 дней. В действительности же процесс продолжается и дальше, но уже с очень небольшой скоростью. Набранная после 30 дней прочность нигде не учитывается — идет «в запас».

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).

Марка цемента нужна для фундамента обычно M400 или M500

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).

Один из компонентов бетона — песок

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.

Щебень должен использоваться нескольких фракций

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.

Читайте также:  Вопрос №20 — Как устроена установка для забивания свай?

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.

Основные проблемы цемента и преимущества его заменителей

  • Добавление большого количества воды. Прочность бетонной смеси значительно ухудшается после разведения водой. Многие заменители требуют на 40-70% меньше воды для разбавления, следовательно, имеют больше прочность.
  • Несоответствие нормам IS 3812. Заменители имеют от 65% и более частиц, диаметр которых не превышает 45 микрон, чего не скажешь о цементе. Его структура имеет заведомо меньшую адгезию к материалам.
  • Асимметрическая форма частиц взаимодействует с другими материалами хуже, чем овальная у заменителей бетона. Проникновение в структуру других тканей происходит намного лучше.
  • Отсутствие гидроксида кальция в цементе является основной проблемой материала. Во многих случаях именно этот компонент связывает все элементы и повышает прочность готового изделия более чем в 2 раза.
  • Высокая концентрация воды, которая приводит к трещинам и разрушению после отвердевания. Чем меньше жидкости, тем монолитнее будет изделие.
  • Цемент имеет типичные частицы, размеры которых одинаковые. Использование разных материалов позволяет увеличить связывающие свойства и заменители будут намного полезнее традиционного цементного раствора или удачно дополнят его.

Использование минеральных, органических и синтетических заменителей цемента позволяет сделать новый шаг в современном строительстве и предоставляет новые возможности архитекторам. Единственная проблема на этом пути – модернизация отечественного производства цемента под новые требования рынка.

Состав фундаментного бетона

Раствор бетона для фундаментной опоры можно приготовить собственноручно, для этого понадобится лишь знать, что собой представляет бетон, и какие характеристики он имеет. 

Сам по себе раствор состоит из сочетания между собой связующих веществ (цемента), наполнителя и разнообразных присадок, которые предают всей массе отливки характерные качества и свойства. Затем сформированный раствор разбавляется в нужных пропорциях водой.

Состав фундаментного раствора уже не первый год используется в строительстве и с каждым днем его усовершенствуют и увеличивают показатели качества и прочности.

Каждый отдельный компонент отвечает за конкретное качество бетонного раствора. Поэтому итоговое качество материала зависит от используемых пропорций его составляющих. Чтобы окончательные показатели раствора идеально соответствовали постройке, следует обязательно учитывать место строительства и его предназначение.

Состав бетона для фундамента пропорции в ведрах

Важно! Если пропорциональность бетонного раствора определяется ведрами, то необходимо обязательно брать в счет марку цемента. Если она меняется, то происходит замена пропорций в создании раствора.

Главные компоненты в составе бетона:

  1. Цемент – связывает между собой наполнители.
  2. Наполнители. К ним принадлежит: гравий, щебень, песок, сыпучие присадки.
  3. Вода.

Существует несколько способов замешивания пропорционального раствора бетона. Самым распространенным вариантом стали бетономешалки, в которые загружается необходимое количество ведер песка, щебня, цемента и воды, а затем устройство тщательно перемешивает материалы между собой.

Формирования раствора ведрами актуально в нескольких случаях:

  1. Для строительных работ требуется менее 4-м3 раствора.
  2. Неспособности доставить бетон из завода из-за проблем его с местоположением, например, компания по производству находится далеко, а затраты на доставку материала слишком высокие.
  3. Заливка фундамента происходит с перерывами, например, когда формируется несколько ярусов конструкции.
  4. На возводимом объекте отсутствует доступ к установке автосмесителей и бетономешалок.

Пропорции бетона на фундамент в ведрах

Как правило, измерения с помощью ведер используется при незначительных объемах работы.

Весовые размерности составляющих для изготовления бетонного раствора:

  • цемент – 1;
  • песок – 3;
  • щебень (гравий) – 5.

Каждая компонента бетонного раствора отличается разным объемным весом, например, масса одного ведра песка составляет 19,5 кг, цемента – 15,6 кг, а гравия – 17 кг. Поэтому на практике удобный вариант пропорций цемента, песка и гравия – 2:5:9. В некоторых ситуациях гравий меняют на щебень.

Если возведение конструкции проводится своими руками, то применяется готовая песчано-гравийная смесь (ПГС). Соотношение бетона для фундамента к смеси составляет приблизительно 1 ведро цемента к 5 ведрам ПГС.

Фундамент столбчатого типа с ростверком

Увеличить показатели надежности фундамента столбчатого типа можно при помощи ростверка из бетонной смеси. К тому же, этот элемент позволяет распределить нагрузку строения на опоры.

Ростверк бывает двух видов:

  1. Надземный (подвесной).
  2. Низкий (наземный).

Надземный ростверк устанавливают на 10-25 см выше земли. Низкий располагают на гравийной подушке.

Читайте также:  Назначение фундамента и его разнообразие

Материалы для изготовления

Целесообразно применять ростверк для монолитных и сборных конструкциях фундаментов. Если дом каркасного типа выполнен из деревянных конструкций, то в таком случае нижний венец деревянного будет выполнять функцию ростверка.

В строительстве различают два вида ростверка: верхний и с нижним расположением. Верхний ростверк располагается выше отметки уровня грунта, а низкий ростверк непосредственно над землею. Для создания ростверка используется, как правило, железобетонные или бетонные монолитные фундаментные балки. Древесина или металл используются гораздо реже.

Монолитный бетонный ростверк представляет собой висячую конструкцию, опирающуюся на верхнюю часть столбчатого фундамента. В строительстве применяется два варианта создания подобной конструкции: опалубка с дном на верхнем уровне столбов и опалубка по высоте столбов до уровня поверхности земли.

Пустое пространство между нижним основанием ростверка и землею засыпается сухим песком. В обоих случаях внутренняя часть опалубочной системы закрывается слоем гидроизоляционного рулонного материала насухо. Опалубку устанавливают на 5 см выше предполагаемого уровня бетона. Для каркасного дома высота высокого ростверка составляет 25 см или 30 см, низкого – 50 см при ширине от 25 до 40 см в соответствии с сечением столбов.

Армирование монолитного ростверка

Планировка

Планировка участка заключается в его горизонтальном выравнивании, снятии бугров, засыпке ям. В итоге площадь проверяется уровнем, установленном на длинную рейку.

Материал на стройплощадку следует завозить после окончания подготовительных работ.

Разбивка

Разбивка фундамента дома начинается с устройства обноски – вынесенных за периметр на 1-2 метра вспомогательных столбиков с прибитыми к ним рейками для проведения точных измерений, натягивания осевых шнуров. Разбивка фундамента относится к основным инженерно геодезическим работам, точность и тщательность их выполнения будет гарантией правильности устройства фундамента и всего строения.

С помощью нивелира и теодолита следует задать реперные отметки, вывести прямые углы.

Натянутыми по диагоналям шнурами осуществляется контроль углов и размеров – диагонали должны быть равны.

Ямы под фундамент:

  1. При глубине до 1м стенки ям роются вертикально без креплений;
  2. При глубине более 1м необходимо устраивать откосы или дощатые крепления и распорки во избежание осыпания грунта;
  3. Яма вырывается ниже уровня заложения фундамента на 30 см;
  4. По ширине яма должна быть не меньше ширины стен, если будет устанавливаться опалубка – добавляется ещё по 20-30 см по периметру;
  5. Подушка фундамента укладывается на всю площадь ямы, она выполняется из песка и гравия и служит для устранения пучения.

Подушка заливается водой и уплотняется трамбовками, для избежания потерь цементного молочка, поверх подушки настилается гидроизолирующая плёнка или рубероид.

Монтаж опалубки

Устройство подвесного ростверка предполагает наличие опалубки на столбах основания. Здесь возможны два варианта исполнения.

  1. Опалубка размещается дном на уровне верхней части опор.
  2. Опалубка размещается по всей высоте (до земли). Место между ростверком и землей засыпают песком.

Оба варианта предполагают использование гидроизоляционных материалов. Их помещают во внутреннюю часть опалубки.

Опалубка должна быть размещена выше уровня заливки бетонной смеси. Допустимо размещение и на одном уровне. В таком случае она должна находиться в одной плоскости с местом заливки бетона.

Укрепление ростверка арматурой

Внутренняя часть опалубки оснащается каркасом из арматуры. Прутья арматуры связываются проволокой вязального типа. Между внутренними стенками и арматурой должен быть зазор (от 3 до 5 см). Это расстояние будет защищать металл от появления коррозии. Для создания зазора применяют подставки из пластмассы.

Выпуски прутьев арматуры, выходящие из столбов, связывают с ростверком. Бывают ситуации, когда арматурные выпуски намного длиннее уровня расположения ростверка. Тогда прутья сгибают под прямым углом в месте соприкосновения ростверка и прутьев.

Бетонирование

Закончив все перечисленные выше действия, строители приступают к заливке бетонной смеси. На этом этапе нужно следить, чтобы бетон не закрыл полностью арматурные прутья. Плотность укладки смеси можно повысить, используя вибратор, стальной прут, лопату или палку. После заливки смеси необходимо выровнять верхнюю часть ростверка. Он должен находиться в одной плоскости по всему своему периметру.

Свайный и столбчатый фундаменты

Возвести на фундаменте этого типа можно будет только легкую конструкцию – каркасные дома, «финские» домики, а также блочные строения.

Быстрый и надежный свайный фундамент для легкого каркасного дома

Плюсы свайного фундамента:

  • Непритязательность к грунту – подойдет плотный грунт, плывун, илистая почва. Это объясняется тем, что монтаж свай дает возможность обнаружить плотную опору на глубине до 12 метров – при том условии, что свайные пакеты погружают на расстояние 25-35 метров.

  • Есть возможность создать просторный погреб или подземный гараж;

  • Долговечность. Свайный фундамент для дома простоит больше ста лет.

Недостатки:

  • Низкая несущая способность – этим и объясняется то, что капитальное кирпичное здание на этом фундаменте разместить не получится.

  • Необходимость дополнительной тепло- и влагоизоляции.

Основы кладки фундамента из бутового камня

Конструкция укладывается с применением свежего раствора и общих принципов кладки.

Когда котлован готов, грунт необходимо тщательно уплотнить вибрационными плитами. Это нужно для создания максимально устойчивого и жёсткого основания. Насыпная песчано-гравийная подушка тоже уплотняется вибропрессованием. На неё рекомендуется залить слой бетонной подготовки толщиной 5-10 см раствором М100.

Далее по периметру стенок следует натянуть направляющие нити для удобства ведения кладки.

Первый ряд выкладывается из самых крупных камней. Их располагают максимально близко друг к другу. Необходимо добиться «монолитности» каменной конструкции – кладочный раствор нужен только для соединения фрагментов между собой.

Следующий ряд кладут таким образом, чтобы вертикальные швы перекрывались камнем. В монтаже очень важно такое качество, как интуиция – сделать идеальную кладку из камней неправильной формы сложно, поэтому подбор осуществляется на глаз с учётом размеров швов, булыжников и их формы. «Кирпичики» неправильной формы нужно уложить с учётом жесткости, чтобы они не стремились выпасть из конструкции. Должна получиться система, поддерживающая сама себя.

Перед кладкой каждого последующего ряда в первую очередь подбирают камни оптимальной высоты до 30 см, на которую будут ориентироваться в течение всего процесса и раскладывают из в углах. Это «маячки».

Основы кладки фундамента из бутового камня

В течение всего процесса выполняется контроль вертикальности и горизонта конструкции.

Раствором заполняют пустоты уложенного ряда, камни сначала подгоняют на сухую, затем забивают в конструкцию молотком, это особенно важно при работке с булыжником неправильной формы. Но во всём важна осторожность.

Верхний ряд необходимо выполнять максимально ровным с тщательным подбором камней. Когда процесс окончен, выполняется армирующий пояс – толщиной приблизительно 5 см, в который укладывается стальная арматура диаметром 10-12 мм с шагом 15-20 см. То есть для стенки шириной 30 см оптимально уложить 2 прута на расстоянии друг от друга 20 см. Для надёжности их перевязывают поперечной арматурой диметром 6 мм (вязальной проволокой). Каркас можно сделать самостоятельно или заказать готовый сварной или вязаный.

При работе со столбчатым фундаментом кладка осуществляется аналогично, армирование происходит уже по балкам перекрытия.

Поверх армирующего пояса выстилается гидроизоляция и происходит последующее строительство.

Готовим бетон для ленточного фундамента самостоятельно

Если нет никакой возможности воспользоваться услугами изготовителей товарных бетонов, или же напрочь отсутствует доверие к местным «шабашникам», можно возложить эту весьма трудоемкую функцию на «собственные плечи».

Надо быть готовым к тому, что работа предстоит немалая и практически беспрерывная, так как заливку ленточного фундамента рекомендуется проводить в течение одной смены. Стало быть, необходимо заранее подготовить все необходимые компоненты для приготовления нужной марки бетона, предусмотреть порядок правильной их дозировки (по объёму или по массе). Возможно, следует продумать,  достаточно ли будет рабочих рук для проведения практически непрерывных загрузок и выгрузок бетономешалки.

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.

Как рассчитать количество

Расчет количества бетона необходим для того, чтобы запастись всеми компонентами в необходимых объемах. Специалисты рекомендуют производить расчет каждого прямого участка ленты по отдельности, чтобы затем суммировать полученные значения.

При этом получается, что углы считаются по два раза, но это хорошо, так как позволяет получить небольшой запас материала.

Расчет начинается с вычисления площади сечения ленты. Для этого ее высота умножается на ширину.

Все вычисления надо производить в одних единицах, лучше всего — в метрах. Тогда объем материала будет выражен в кубических метрах, что позволяет просто и без ошибок рассчитать количество компонентов.

Как рассчитать количество

Сечение ленты последовательно умножается на длину всех прямых участков ленты, измеренных по наружному периметру. Участки, расположенные под внутренними стенами, рассчитываются по длине осевых линий.

Объемы всех участков складываются, полученное значение будет представлять собой необходимое количество бетона с некоторым запасом.