Онлайн калькулятор: расчет бетона для ленточного фундамента

Фундамент – это подземная часть здания, которая воспринимает всю нагрузку строения и передает ее грунту. Прочное основание исключает осадку, появление трещин, перекос оконных и дверных проемов, нарушение теплоизоляции. Бетон используемый для ленточного фундамента определяет надежность всей конструкции.

Особенности конструкции ленточного фундамента

Ленточное основание – универсальный вариант для малоэтажного строительства. На нем возводят легкие хозяйственные постройки, гаражи, дома из дерева, кирпича или железобетонных конструкций. Фундамент представляет собой монолитную или сборную ленту под всеми несущими стенами. На прочном грунте устраивается мелкозаглубленный фундамент, на всех остальных – заглубленный. Второй вариант актуален при проектировании подвала и цокольного этажа.

По конструкции основания делятся на два вида:

• монолитное – единая лента из бетона с каркасом из стальной арматуры;
• сборное – состоит из нескольких блоков, соединенных армированием и цементным раствором.

Строительство фундамента происходит в несколько этапов:

• земляные работы;
• засыпка уплотняющей подушки;
• устройство опалубки;
• монтаж армирующего пояса;
• бетонирование.

Критерии долговечности и прочности здания закладываются на стадии проектирования. В этот момент выбирается марка бетона для строительства.

От чего зависит выбор бетона

При определении марки бетона с оптимальным соотношением надежности и стоимости, учитывают следующие факторы:

Суммарная нагрузка на основание

При расчете берут конструкционную нагрузку, включающую вес здания (стены, перекрытия, кровля) и мебели. Важно и временное воздействие ветра и снежной массы.

Уровень грунтовых вод

Верхний водоупорный слой располагается на разной глубине залегания от поверхности. Если показатель меньше 2 м — это высокий уровень, если больше 2 м  — низкий. При высоких показателях УГВ нужно устройство прочной и водонепроницаемой конструкции.

Тип грунта

На плотных песчаных почвах и скальных породах основание дома не испытывает высоких нагрузок. Возможно использование бетонной смеси со средними показателями прочности. Глина и суглинок – это ненадежный грунт, в зимнее время склонный к пучению. На таком участке фундамент должен быть заглубленный и усиленный.

Климатические условия в регионе

Температурные показатели в регионе влияют на отметку промерзания грунта. Чем холоднее, тем глубже устраивается основание дома. Климат учитывают при выборе марки морозостойкости.

Марка и класс прочности

Основные характеристики бетона: марка и класс. Эти понятия связаны и определяют его прочность.

Марка – это средний предел прочности на сжатие. Рассчитывается показатель в лаборатории методом давления. Он обозначает нагрузку, выдерживаемую образцом до разрушения. Характеристика обозначается буквой «М». Например, М200 – материал рассчитан на нагрузку 200 кг на см².

Класс – показывает давление, которое выдерживают 95% образцов при испытании. Показатель обозначают буквой «В», считают в МПа. Класс прочности указывается в нормативных документах, это более точная характеристика.

Соотношение марки и класса прочности на сжатие:

Марка бетона, кг/см2	Класс бетона, МПа
100	7,5
150	12,5
200	15
250	20
300	22,5
350	25
400	30
450	35
500	40

 

Чем выше марка и класс бетона, тем надежнее получится возводимая конструкция.

От чего зависят характеристики прочности

Качество бетонной смеси зависит от состава. Ее базовый компонент – цемент. При контакте с водой его частицы переходят в гелеобразное состояние и связывают мелкий и крупный заполнитель. Кладочный раствор делают на портландцементе марки ЦЕМ I 32,5 и ЦЕМ I 42,5.

Имеет значение чистота и форма заполнителей. Примеси ухудшают качество раствора, шероховатость и угловатость зерен улучшают сцепление. В качестве заполнителей используют карьерный песок (фракция 2 мм), гравий, гранитный щебень (фракция 5-20 мм).

Значимый фактор – водоцементное отношение (в/ц). При недостатке воды смесь получается жесткой, ее сложно перемешать и уложить в опалубку. Избыток жидкости приводит к образованию крупных пор, ухудшающих прочность материала. Оптимальный показатель 0,6-0,7.

Введение в бетонную смесь пластификатора уменьшает потребность в воде, делает состав подвижным, продлевает время на его использование.

Также на конечном результате сказывается качество перемешивания раствора и уплотнение его при укладке.

Бетон, уплотненный вибратором, на 10-30% прочнее материала, обрабатываемого вручную.

ГОСТ 25192-2012 классифицирует качество бетона и по другим показателям:

Морозостойкость

Характеристика показывает количество циклов замерзания и оттаивания, которое материал выдерживает без повреждений. Она важна для конструкций, находящихся в контакте с водой. Бетон насыщается влагой во время осадков и оттепели, а при отрицательной температуре жидкость кристаллизуется и расширяется. Процесс может вызвать появление трещин.

Показатель зависит от плотности искусственного камня. Чем меньше в нем крупных капилляров и пор, тем прочнее материал. По морозостойкости бетоны делят на 3 группы:

• низкая – до F50;
• средняя – от F50 до F300;
• высока – F300 и больше.

Характеристику при необходимости повышают введением специальных присадок. Более эффективный способ – гидроизоляция. Основание постройки защищают от влаги пропитками, обмазочными мастиками, рулонной изоляцией. Для возведения фундамента подойдет материал с показателем F100-F200.

Водонепроницаемость

Это способность материала не пропускать влагу вглубь бетонной конструкции. Водонепроницаемость обозначается буквой W с четными цифрами от 2 до 20. Классификация бетонов по характеристике:

• низкая – до W4;
• средняя – W4 – W12;
• высокая – больше W

При строительстве дома на сухом песчаном грунте достаточно материала с коэффициентом W4 и наружной гидроизоляцией. Оптимальный выбор W6, а при риске проникновения воды – W8.

Плотность

Показатель отношения массы бетона к его объему обозначается буквой D, измеряется в кг/м³. Он влияет на удобство работы со смесью и пористость готовой бетонной конструкции. Плотность зависит от:

• марки цемента;
• размера наполнителей;
• пропорций смешивания раствора;
• условий твердения.

Основание из плотного бетона более устойчиво к износу и нагрузке, менее проницаемо для влаги. В строительстве используют 4 марки материала:

• особо легкие с пористым наполнителем, рекомендуются для теплоизоляции – до D800;
• легкие с наполнителем из гравийного щебня, служат для постройки стен, оснований с небольшой нагрузкой – D800 – D2000;
• тяжелые растворы с гранитным щебнем, плотным песком, известняком, применяются при возведении несущих конструкций, фундамента – D2000 – D2500;
• особо тяжелые с тяжеловесным наполнителем, используют для специальных сооружений – больше D2500.

Для получения смеси с высоким показателем плотности заменяют часть воды пластификатором, берут наполнитель мелкой фракции, тщательно уплотняют массу при укладке.

Показатели качества тяжелого бетона регулирует ГОСТ 26633-2015.

Удобоукладываемость

Подвижность бетона также влияет на конечную прочность конструкции. По удобоукладываемости смеси делят на марки:

• П1 – малоподвижная;
• П2 – подвижная;
• П3 – очень подвижная;
• П4 – литая;
• П5 – текучая.

Смеси П3 и П4 хорошо заполняют форму, после высыхания получается небольшое количество пор. Эти варианты подходят для опалубки с армирующим каркасом. Текучий состав П5 может просочиться между досками.

Нельзя разбавлять готовую смесь водой для улучшения подвижности. После отвердения материал не получит расчетную прочность.

Марка бетона для ленточного фундамента

Смеси бетонные изготавливаются по ГОСТ 7473-2010, их выбирают в зависимости от назначения:

• хозяйственные постройки (теплица, сарай, баня) – М100 (В7,5)-М150 (В12,5);
• основание для малоэтажного здания из бревен, пенно- и газосиликатных блоков – М200 (В15);
• кирпичный одноэтажный дом – М250 (В20);
• 2-3-х этажные коттеджи с мансардой – М300 (В22,5);
• ленточные основания на участках с высоким уровнем грунтовых вод, в суровых климатических условиях – М350 (В25);
• здания на слабом болотистом грунте, в сейсмоопасных районах – М400 (В30).

Рекомендуется закладывать прочность бетона для фундамента на 15% больше расчетных показателей.

Товарные бетоны изготавливают на заводе по технологической карте, поэтому их характеристики соответствуют нормативам. Нужно учесть, что материал должен быть доставлен не позднее 1,5 часов после затворения водой.

Приготовление бетона своими силами

Если бетонная смесь для основания дома будет готовиться самостоятельно, то нужно приобрести следующие материалы и инструменты:

• цемент ЦЕМ I5 (М 400) или ЦЕМ I 42,5 (М500);
• карьерный песок 2-3 мм;
• щебень или гравий двух фракций 5-10 мм и 10-20 мм;
• бетономешалка;
• лопаты;
• ведра или тачку для транспортировки раствора;
• трамбовка для уплотнения смеси.

Количество воды зависит от водоцементного отношения при изготовлении различных марок бетона.

Марка раствора	ЦЕМ I 32,5 (М400)	ЦЕМ I 42,5 (М500)
150	0,85	—
200	0,69	0,79
250	0,57	0,65
300	0,53	0,61

Для улучшения пластичности, однородности и структуры смеси используют универсальную добавку С3.

Пропорции компонентов для бетонной смеси на вяжущем ЦЕМ I 32,5 (М400)

Марка бетона	Соотношение по массе, кг цемент : песок : щебень	Соотношение по объему цемент : песок : щебень
150	1:3,5:5,7	1:3,2:5
200	1:2,8:4,8	1:2,5:4,2
250	1:2,1:3,9	1:1,9:3,4
300	1:1,9:3,7	1:1,7:3,2
350	1:1,6:3,1	1:1,4:2,8

Пропорции компонентов для бетонной смеси на вяжущем ЦЕМ I 42,5 (М500)

Марка бетона	Соотношение по массе, кг цемент : песок : щебень	Соотношение по объему цемент : песок : щебень
150	1:4,5:6,6	1:4:5,8
200	1:2,3:5,6	1:3,2:4,9
250	1:2,6:4,5	1:2,4:3,9
300	1:2,4:4,3	1:2,2:3,7
350	1:1,9:3,9	1:1,6:3,2

Практический расчет по данным:

• количество бетона – 1м³;
• марка прочности – М300 (В22,5);
• крупный заполнитель – щебень гранитный:
• мелкий заполнитель – песок карьерный:
• марка цемента – ЦЕМ I 32,5 (М400);
• подвижность смеси – П3;
• пластификатор – С3.

Расчет по онлайн калькулятору

Количество цемента, кг	313
Объем цемента, м3	0,285
Количество воды, л	187
Щебень гранитный, кг	1105
Объем щебня, м3	0,8
Песок карьерный, кг	696
Объем песка, м3	0,497
Плотность бетонной смеси, кг/м3	2300
Вес бетона, кг	2300
В/Ц	0,6
Пропорции Ц:П:Щ:В, кг	1:2,2:3,5:0,6
Пропорции Ц:П:Щ:В, в объеме	1:1,7:2,8:0,657

Приготовление бетонной смеси

Во вращающийся барабан бетоносмесителя загружают поочередно: щебень, цемент, песок и пластификатор в сухом виде. Затем добавляют нужный объем воды. Состав перемешивают в течение 1-2 минут. Готовый бетон переносят и укладывают в опалубку.

При высокой температуре воздуха залитый фундамент накрывают полиэтиленовой пленкой, опилками, мешками для сохранения влаги. Бетон смачивают в течение недели.