Який марки потрібний бетон для фундаменту будинку

Складність розрахунку та улаштування фундаментів посилюється широким розмаїттям марок бетону, що використовуються в їх виробництві. Підходящий матеріал визначається не тільки типом та призначенням конструкції, але також за гідрогеологічними особливостями будівельного майданчика.

Марки бетону за міцністю

Для всіх видів будівельного бетону існує загальна класифікація, в якій за ключовий критерій приймається міцність матеріалу на стиск. Одиницею вимірювання служить кілограм-сила на см 2 (кгс/см 2 ), цифра позначення марки — межа руйнівного впливу при стендових випробуваннях кернів з бетону, що набрав проектну міцність при витримці 28 днів. За системою маркування класів бетону (В) як числове значення вказується значення в МПа, що гарантовано не перевищує граничного руйнівного навантаження. Фактична міцність бетону стає в 1,5-2 рази вищою після річної витримки, в умовах реальної експлуатації такий приріст міцності становить близько 50-70%.

У цивільному будівництві використовуються марки бетону за міцністю від М100 до М500 або відповідні класи від В10 до В40. Варто пам'ятати, що міцність бетонної маси на стиск не визначає підсумкової конструкційної міцності. Однак це значення використовується в розрахунку зосереджених та розподілених навантажень бетонної конструкції, де також враховується форма, розміри та схема армування. Основна методологія полягає у розрахунку деформаційної здатності арматури, сили її зчеплення з масою та міцності цієї маси на стиск із додатком сили за векторами розтягування, стискування та скручування.

Область застосування марок М150 і нижче - це бетонна підготовка: стяжки, нижні шари фундаменту, що не містять армування,бетонування стовпів і т. д. Марки М200-М300 використовують для стрічкових фундаментів простих перерізів з верхнім та нижнім каркасним армуванням. Марки М350-М500 призначені для МЗЛФ складних перерізів, пальових та пальово-ростверкових конструкцій, плитних та нормально заглиблених фундаментів будівель з числом надземних поверхів не більше двох. Марки вище М500 мають у приватному будівництві ще більш вузьку область використання - багатоповерхові цокольні фундаменти, основи для будівель поверховістю 3 і вище, сильно навантажені бетонні каркаси. У більшості об'єктів ІЖС такий міцний бетон практично не використовується.

Таблиця співвідношення марок та міцності бетону

Марка	Середня міцність, кгс/см 2	Клас
М100	98	В7,5
М150	131	В 10
М150	164	В12,5
М200	196	В15
М250	262	В20
М300	302	В22,5
М350	327	В25
М400	393	В30
М450	458	В35
М500	524	В40

Прогнозування навантаження

Необхідна міцність залізобетонного фундаменту визначається за прикладеним до нього навантаженням. Підсумковий вплив на основу будівлі включає три складові: маса всіх будівельних конструкцій, експлуатаційне навантаження з розрахунку 100–150 кг/м 2 , а також снігове навантаження згідно з кліматичним районом.

Для окремо взятої конструкції потрібна міцність, що дорівнює максимально можливому значенню зосередженого навантаження. Уосновному зосередження відбувається через нерівномірне розм'якшення ґрунту від розмокання, а також природної неоднорідної щільності ґрунту. Для фундаментів складних перерізів окремо розраховують непрямі навантаження: бічний тиск ґрунту, вплив зміщення верхнього шару на схилах, сили морозного пучення.

Самостійна побудова фізичної моделі фундаменту на сьогоднішній день не потрібна, можна використовувати онлайн-калькулятори. Більшість із них працюють за схемою визначення відповідності, результат обчислень - коефіцієнт запасу міцності, який може бути негативним при невідповідності обраної конструкції або марки бетону прикладеним навантаженням. Як вихідні дані калькулятором приймаються основні розміри фундаменту, передбачувана марка бетону за міцністю, кількість і розміщення армуючих елементів, загальне розосереджене навантаження (тобто споряджена маса будівлі), схема та розташування опор, а також кілька коефіцієнтів, що дають потрібні поправки на умови експлуатації.

Наповненість/щільність поширених бетонів

Крім несучої функції бетонний фундамент може виконувати і локалізуючу, перешкоджаючи проникненню ґрунтових вод у підвальні приміщення. У таких випадках, крім конструкційної міцності, визначаються фільтраційна здатність бетону. Вона залежить від вмісту пор та мікротріщин, здатних пропускати ґрунтові води за наявності різниці тисків.

Зміст порожнеч у бетоні впливає на його щільність. Вона, у свою чергу, збільшується зі зростанням міцності бетону. Але є й інші фактори, що впливають на наповненість, в основному це співвідношення води та цементу, умови протікання гідратації, тип ущільнення та в цілому технологія заливки та ущільнення бетонної суміші.

У будівництві МЗЛФ застосовуються переважно легкі (до 1,8 т/м 3 ) бетони - до конструкції спочатку не висуваються вимоги до локалізування. Нормально заглиблені фундаменти та стіни цокольних поверхів з високими вимогами до гідроізоляції виготовляють з важких (2–2,5 т/м 3 ) бетонів, що повністю корелює з марками міцності від М350 до М500. Більш міцні марки мають ще більшу щільність, такий бетон вважається особливо важким і в цивільному будівництві знаходить застосування вкрай рідко.

Водопоглинання та морозостійкість бетону

Фундамент вимагає захисту від впливу умов середовища, в якому знаходиться. Основний ризик представляє просочування вологи, що містить розчинений кисень, до елементів армування. Збільшення захисного шару бетону в такому разі не додає особливої ​​міцності конструкції, адже арматура не розподіляється далі від центру, але при цьому зростає власна вага фундаменту.

Водопоглинання бетону маркується літерою W та кількісно (W4–W20) вказує на тиск води, при якому зразок стандартної товщини гарантовано не виявляє фільтраційного ефекту. Класом водопоглинання визначається морозостійкість, що позначається як F зі значеннями від 75 до 500 - кількістю циклів заморозки, при якому немає істотної (понад 5%) втрати міцності.

Зазначимо, що необхідний клас з морозостійкості та водопоглинання визначається кліматичними умовами та гідрогеологічною обстановкою на будівельному майданчику. За наявності утеплення або гідрозахисту для фундаменту дозволяється використовувати бетон нижчих марок. Вище зазначені діапазони марок і класів, що застосовуються в індивідуальному будівництві, загальна класифікація включає більшерізновидів.

Мінеральний наповнювач

Підсумкові параметри бетонних виробів визначаються не тільки характеристиками сполучного, що використовується. Якості мінерального наповнювача часом мають не менше значення. Насамперед, використання різних кам'яних порід та фракцій наповнювача може призводити до збільшення/зниження щільності, а отже, і основних експлуатаційних показників.

Також фракція бетону вибирається залежно від відстані між елементами армування, яка має бути в 2–2,5 рази вищою за найбільший розмір щебеню, щоб повністю виключити розклинювання та закупорку з утворенням незаповнених ділянок. Фракція також повинна вибиратися пропорційно до габаритів бетонного виробу, зазвичай вона становить не більше 1/10–1/15 частини найменшого лінійного розміру.

Зазвичай для малогабаритних залізобетонних конструкцій на кшталт стрічкових та пальово-ростверкових фундаментів використовують наповнювач із митого гірського гравію або легких вулканічних порід фракцією до 50 мм. Для важких бетонів, що використовуються в будівництві плитних та заглиблених фундаментів, слід віддати перевагу гранітним та базальтовим наповнювачам розмірами до 70–80 мм. Для полегшених фундаментів або шарів бетону, що утеплюють, може використовуватися наповнювач з керамзиту.

---