Ленточный фундамент. Часть 3: бетонирование, заключительные операции

Мы продолжаем изучать технологию возведения монолитного ленточного фундамента. Сегодня речь пойдёт о том, как приготовить бетон, как его правильно уложить и без потерь прочности довести до созревания. В статье вы найдёте не только необходимую нормативную информацию, но и сможете ознакомиться с наблюдениями опытных строителей.

Также мы рекомендуем обратить внимание на другие статьи цикла:

• Как сделать дренаж на участке
• Какой тип фундамента выбрать
• Ленточный фундамент. Часть 1: типы, грунты, проектирование, стоимость
• Ленточный фундамент. Часть 2: подготовка, разметка, земляные работы, опалубка, арматура
• Ленточный фундамент. Часть 4: сборка конструкций из бетонных блоков
• Столбчатый фундамент
• Свайный фундамент
• Плитный фундамент

Мало будущих домовладельцев недооценивают важность этапа бетонирования, однако, на этой стадии возведения фундамента у непрофессионалов возникает масса вопросов. Действительно, не всё тут так просто, на самом деле даже многие «опытные» строители всю жизнь, кочуя с объекта на объект, совершают одни и те же ошибки, начиная с неправильного подбора рецептуры, заканчивая технологией укладки и ухода. Давайте вникать в проблему по порядку.

Марки и рецепты приготовления бетона

Бетон представляет собой затвердевающую до состояния камня смесь цемента, песка, щебня (гравия) и воды. Вяжущим веществом является цемент, который располагается вокруг песчинок и камешков, обеспечивает затвердевание массы. Полную прочность изделие из бетона набирает через 28-30 дней, при этом в течение первой недели затвердевание происходит наиболее интенсивно. Классическим считается соотношение ингредиентов 1:3:5:0,5 (цемент/песок/гравий/вода).

В нормативных документах бетон для строительства классифицируют по различным параметрам. Получается, есть несколько марок бетона в зависимости от конкретных искомых характеристик изделий, например, по удельной плотности (показатель D), по водонепроницаемости (W), по морозостойкости (F), по стойкости к растяжениям (Вt). Все эти основные показатели учитываются, когда к бетонным конструкциям предъявляются особые требования, но главным критерием выбора бетона принято считать плотность на сжатие (B). Прочность бетона на сжатие показывает предельную сопротивляемость готового (через 28 дней после заливки) монолитного куба со стороной 20 см. Здесь во внимание берётся масса, действующая на один квадратный сантиметр, допустим, куб из бетона марки М400 выдержит давление 400 кг на один квадратный сантиметр поверхности (кгс/см²). Класс прочности обозначают цифровым индексом, указывающим на предельное давление (МПа). Значения класса бетона можно соотнести с ближайшими марками (ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия»), поэтому появились такие удобные таблицы:

Как же выбрать необходимую марку/класс бетона для ленточного фундамента? В соответствие со СНиП 2.03.01-84 при возведении монолитных фундаментов допускается применение бетона классом не ниже чем B7,5. На практике используют составы на 1-2 класса выше, для подстраховки. Дело в том, что далеко не у всех производителей готового бетона марка и класс соответствуют заявленным, кроме того дома строятся на длительное время и некоторые эксплуатационные условия могут поменяться, к чему лучше быть готовыми. Поэтому чаще всего в ходу марка бетона М200-М400 (класс B15-B30). Это должен быть облегченный и тяжёлый «товарный» бетон плотностью 2000-2500 кг/м³.

Если не вдаваться в сложные расчёты, можно воспользоваться готовыми результатами тысяч типовых изысканий. Так для строительства фундаментов одноэтажных домов из кирпича или монолита (на непучинистых, либо слабопучинистых грунтах) применяют бетон прочностью не ниже марки М350, для пенобетонных и газобетонных конструкций подходит марка М300, для зданий из бревна и бруса — М250, лёгкие каркасные строения могут возводиться на монолитах марки М200. Если дом будет иметь два или три этажа, то бетон изготавливают на одну марку выше. Также на одну марку повышают прочность монолита, когда грунты под зданием пучинистые. Однако на практике для изготовления ленточного фундамента не применяют бетон прочнее М400, а просто усиливают фундамент конструктивно.

Заметим, что класс бетона по прочности напрямую зависит от характеристик цемента, но марка бетона обычно меньше, чем указанная производителем марка цемента. Об этом будет далее.

Выбираем материал для изготовления монолитного фундамента

Если вы решили готовить бетон самостоятельно, вам придётся ответственно подойти к подбору необходимых материалов. Здесь каждая мелочь имеет серьёзное значение, пересортица по незнанию и умышленная экономия негативно сказывается на прочности готового фундамента.

Цемент

Цемент является вяжущим веществом бетона. Ценнейшее свойство цемента заключается в том, что при контакте с влагой он способен затвердевать на воздухе или в воде, образуя цементный камень. Пластичность цемент теряет через 30-40 минут после увлажнения, а через 7-10 часов отвердевает, в течение недели набирает основную прочность. Основной показатель цемента — это марка, например, М300, М400, М500, М600, М700. Марка вяжущего вещества характеризует прочность затвердевшего, полностью созревшего изделия на сжатие (кгс/см²). Но марка бетона всегда ниже, чем применяемая марка цемента, из-за сложного состава и увеличенной доли воды.

Чем выше марка, тем качественнее и дороже цемент, тем прочнее будет бетон. Так при стандартном соотношении 1:3:5:0,5 марка бетона получится М200 при использовании цемента марки М400, и М350, если применить цемент марки М500. При этом марка бетона может быть «улучшена» некоторым увеличением доли цемента (обычно используют 200-250 кг на куб).

Какой марки цемент взять, чтобы получить бетон необходимой прочности? Ответ можно найти в таблице.

Обратите внимание, что даже запакованный цемент сильно теряет прочность при длительном хранении, так как постепенно взаимодействует с влагой из воздуха. Так потери марки составляют около 10% за первый месяц, 20% — за три месяца и до 30% за полгода. Получается, лучше приобретать «свежий» цемент, или делать поправки в рецептуре в зависимости от фактического срока хранения.

Следующий момент, влияющий на выбор марки — это водоцементное соотношение в бетоне. Чем больше применяется воды, тем меньше будет сопротивляемость бетона на сжатие (подробнее об этом будет далее). Таким образом, из цемента высокой марки, можно получить несколько различных марок бетона, естественно, более слабых. Именно поэтому запрещается переувлажнять бетонную массу, чем так грешат нерадивые строители.

В зависимости от вида цемент разделяют на несколько категорий с соответствующей маркировкой: портландцемент (ПЦ), шлакопортландцемент (ШПЦ), пластифицированный (ПЛ), быстротвердеющий (Б, но ПЦБ — означает «портландцемент белый»), расширяющийся, глиноземистый… Наибольшее распространение получил портландцемент, как материал общего назначения. Цемент ШПЦ немного дешевле, он образует не такие прочные изделия, как из ПЦ, но они менее подвержены усадке и меньше набухают в воде.

Отдельно маркируется количество добавок. Так «ДО» означает, что их нет, «Д5» — что добавок до 5 процентов, а «Д20» — от 5 до 20%. Активные добавки (гидрофобные, пластифицирующие…), призваны улучшить потребительские качества бетона, но их наличие в цементе должно быть аргументированным.

Щебень

Щебень (гравий) в бетоне нужен для снижения расхода цемента — он может составлять до 80 процентов массы бетона. Также этот ингредиент позволяет уменьшить усадку изделия в процессе затвердевания.

Щебень — это искусственно дроблёные горные породы, гравий — округлые частицы природного происхождения. Допустимый размер крупного наполнителя может колебаться в пределах 5-70 мм, при этом если максимальный диаметр составляет 40 мм — нужно применять материал двух разных фракций, а если щебень будет крупнее — то трёх смежных фракций (СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»). Дело в том что, чем крупнее наполнитель, тем меньше его площадь соприкосновения с другими элементами бетона. Запрещено использовать наполнитель, не разделённый на фракции.

Внимательно нужно контролировать чистоту крупного наполнителя, так как пылеватые включения могут существенно понизить марку готового бетона, а глинистые частицы образуют на поверхности щебня и гравия плёнку, препятствующую хорошему сцеплению с цементом. Очень часто щебень приходится промывать водой из шланга.

Отдельно обращают внимание на прочность наполнителя. Так марка (прочность на сжатие) щебня и гравия должна быть выше проектной марки бетона, по аналогии с цементом. Для наглядности приведём такую таблицу:

Песок

Песок является мелким заполнителем, который служит для снижения пустотности бетона и экономии цемента. Его плотность должна находиться в интервале 2-2,8 тонны на метр кубический, при размере зерна 0,16-5 мм. В соответствие с ГОСТ 26633-91, заполнитель меньшей фракции может применяться для приготовления бетонов класса до М400, если часть мелкого песка составляет не более 20 процентов, а пыли и мелких глиняных включений — не более 3%. Кстати, в этом же ГОСТе указаны нормативные документы, по которым определяют качество бетона и соответствие наполнителей проектным требованиям.

Содержание песка в бетоне принимается в районе 35-43 процентов от количества всех наполнителей (песок к щебню в пропорции 3:5).

Распространенная ошибка — это применение песка с большим содержанием ила (пыли) и глинистых частиц. Чтобы проверить песок в «домашних» условиях, его заливают водой в прозрачной ёмкости и встряхивают. Плохой песок сделает воду сильно мутной, или окрасит её в цвет глины, на песке может осаживаться глинистый слой.

Вода

Вода нужна для гидратации цемента, только тогда он будет отвердевать. Лучше для этих целей использовать сетевую или очищенную природную воду. В любом случае вода должна быть неагрессивной по отношению к стальной арматуре и не влияющей на процессы твердения бетона.

Сложный вопрос — сколько добавить воды в бетон. Теоретически для получения цементного камня необходимо всего 2/10 части воды по отношению к массе цемента, но для получения нормальной текучести бетона на практике применяют до 5/10 части (воды вдвое меньше цемента). Важно знать, что водоцементное соотношение (В/Ц) влияет на прочность бетона, так как «лишняя» вода остаётся в бетоне в виде капилляров или испаряется, образуя воздушные поры. Чем меньше воды удаётся использовать для приготовления смеси — тем прочнее будет бетон, и тем быстрее он набирает свою прочность. Для наглядности возьмём цемент марки М400: при водоцементном соотношении 0,4 мы получим бетон марки М400, при 0,5 — М300, при 0,63 — 200, при 0,85 — М100. Как видим, цемент один, но из-за разного количества воды кардинально меняется прочность (марка/класс) бетона.

Отдельно необходимо брать во внимание степень увлажнения всех зернистых наполнителей. Чаще всего водой насыщается песок, который хранится открытым, в таком случае соотношение В/Ц следует корректировать на уменьшение.

Приготовление бетона

Очевидно, что бетон, приготовленный в заводских условиях, будет наиболее качественным, он отвечает всем заданным характеристикам. Если у вас есть возможность заказать бетонную смесь у ответственного поставщика, стоит выбрать именно этот вариант. Готовый бетон, конечно, дороже того, который делается своими силами, но при этом вы (кроме получения необходимого качества смеси) сможете избежать тяжёлой работы по его замесу. Привозной бетон из машины-миксера обычно проще подать в опалубку, заливка фундамента будет осуществлена не просто в одну смену, а за несколько часов.

Безусловно, более экономичный способ — это приготовление смеси в бетономешалке непосредственно на строительной площадке. В этом варианте появляются серьёзные риски, главными проблемами в этом случае стоит считать сложность соблюдения рецептуры и обеспечение непрерывности заливки. Можно сформулировать несколько правил, которые помогут неопытному мастеру выполнить работу качественно.

1. Все составляющие для бетона измеряем не по объёму, а по массе. Только тогда можно изготовить отдельные мерники для песка, цемента, щебня и воды. Материалы бетона имеют различную плотность, и поэтому собирать смесь одним ведром — основная ошибка, ведущая к снижению марки.
2. Нужно постараться залить фундамент в один день — есть смысл привлечь большее количество людей и применить несколько бетономешалок.
3. Многие мастера заранее готовят несколько возвышенных строго горизонтальных площадок по периметру фундамента. На них устанавливают мешалки, что позволяет сгружать готовый бетон из барабана сразу в опалубку. Другие оборудуют смесительный узел в стороне и возят бетон тачками. В любом случае рекомендуем вымостить доской дорожки для перемещения сыпучих материалов или готовой бетонной смеси.
4. Ингредиенты закладываем в ёмкость частями и по порядку. Сначала заливается вся вода и добавляется часть щебня, далее постепенно во вращающуюся ёмкость всыпается песок, цемент и остаток крупного наполнителя.
5. Один замес длится порядка 1,5-2 минут с момента полной загрузки, после чего масса проверяется на готовность (образец качественно перемешанного бетона должен иметь гладкую поверхность, а его гребни держать форму).
6. Бетон выгружается, а барабан бетономешалки промывается водой следующего замеса.

Приготовление бетонной смеси для фундамента ручным способом, в корыте или другой подобной ёмкости, крайне нежелательно, так как качественно перемешать компоненты бетона этим способом не удастся, и его прочность будет значительно меньше.

Укладка бетона

1. Следует так построить свою работу, чтобы заливка фундамента была осуществлена в один день. Если всё-таки случился перерыв, то вертикальный рабочий шов лучше сделать в районе средины одной из сторон фундамента. Возобновить работу можно только через 8 часов, когда уже залитый бетон наберёт необходимую минимальную прочность. Поверхности шва зачищают проволочной щёткой.
2. Работы по монтажу опалубки и сборке каркаса нужно полностью закончить.
3. Рекомендуем в полном объёме завезти на площадку все необходимые материалы или заранее заказать необходимое количество готового бетона.
4. Заводскую смесь лучше покупать с небольшим запасом, просто приготовьте несколько рабочих участков, где возможный излишек может быть с пользой израсходован.
5. Для подачи бетона в удалённые точки опалубки необходимо изготовить прямоугольный жёлоб из обрезной доски, изнутри оббитый оцинкованным листом или, например, старым линолеумом.
6. Сбрасывать бетон с высоты более метра и распределять его по опалубке на большие расстояния нельзя, так как смесь гарантированно будет расслаиваться. Поэтому готовят несколько точек для подъезда автомобиля-миксера, или применяют короба и самотёчные трубы.
7. Иногда (для больших фундаментов или домов в труднодоступных местах) может быть целесообразно использовать бетононасос, который подаёт смесь на большие расстояния. Также можно перегружать бетон в специальную ёмкость с затвором («туфельку») и краном перемещать его в рабочую зону.
8. Привозную заводскую смесь следует использовать максимально быстро, особенно если бетон привозят самосвалом (не больше 40 минут).
9. Бетон в опалубке укладывается слоями одинаковой толщины в одном направлении. Каждый слой по высоте должен быть не более длины рабочей части глубинного вибратора — обычно от 30 до 50 см. Все последующие слои укладывают после уплотнения предыдущих. Мелкозаглублённый фундамент высотой до 60 см может укладываться в один слой.
10. Горизонтальность верхней части фундамента контролируется по восстановленным и проверенным шнурам обноски.

Уплотнение бетонной смеси

По мере укладки бетона в опалубку, каждый его слой должен быть уплотнён глубинным вибратором, это указывается по умолчанию во всех нормативных документах. В крайнем случае, если вибратора нет, смесь следует тщательно «штыковать» отрезком арматурного прута.

Уплотнять бетон необходимо, чтобы придать ему локальную механическую текучесть без добавления воды и снижения марки. Так мы можем удалить пузырьки воздуха из смеси, снизить пористость бетона, которая негативно влияет на прочность изделия и его водопроницаемость. Уплотнённый бетон имеет большую марку, чем просто разровненный в опалубке, при той же рабочей пропорции.

• Булава глубинного вибратора включенной погружается в слой бетона под небольшим наклоном, так чтобы она на 5-7 см попадала в предыдущий уже уплотнённый слой. Вибратор перемещают по периметру фундамента с интервалом, равным полутора радиусам действия устройства, но главное, чтобы уплотнённые участки пересекались не менее чем на 100 мм.
• Узкие фундаменты рекомендуют в течение часа уплотнять повторно, до прекращения усадки или пока не перестанут выделяться пузырьки воздуха. Дополнительными показателями достижения бетона необходимой плотности считается появление на поверхности цементного молока и быстрая затяжка отверстия от булавы.
• Уплотняющее устройство не должно упираться в арматурный каркас или элементы опалубки.
• Вынимать рабочий наконечник следует медленно, а погружать быстро.
• Категорически запрещается уплотнять бетон раскачиванием арматурного каркаса и ударами по опалубке.

Бетонирование при граничных температурах

Нормальное образование цементного камня может происходить только при определённой температуре воздуха. Наиболее оптимальной считается температура около 15-20⁰С, граничными будут показатели +5 и +30⁰С.

При снижении температуры процессы набора прочности замедляются, а при замерзании бетонной смеси они полностью останавливаются. Кроме этого в свежем бетоне образовываются кристаллы льда, которые, расширяясь, препятствуют сцеплению зернистых наполнителей с цементом и разрушают структуру монолита. Если имеется риск замерзания бетона, необходимо химическим путём предотвратить этот процесс — то есть в состав вводятся воздухововлекающие и противоморозные добавки. Как вариант, необходимо подогревать бетонную смесь и её компоненты (вода до +70, наполнители до +35, сам бетон до +20-30 градусов). После укладки нагретого бетона, его изолируют полиэтиленом и накрывают различными материалами с низкой теплопроводностью — пенопласт, саморазрушающиеся пены, ветошь, минеральная вата, опилки, сено… Они позволят сохранить тепло, которое выделяется во время затвердевания цементного камня. Кроме этого, при низких температурах используют увеличенное количество цемента в бетоне, максимально снижают водоцементное соотношение, дольше уплотняют смесь и дольше её перемешивают (на 25%) — то есть всеми доступными методами повышают марку монолита.

При высокой температуре воздуха и малой влажности бетон слишком быстро твердеет и слишком сильно расширяется. Охлаждаясь, бетон активно сжимается, вследствие чего образуются усадочные трещины. Появиться они могут уже через час после укладки смеси. Опытные бетонщики в летний период заливают фундамент рано утром или поздно вечером, а некоторые даже находят возможность работать ночью. От прямых лучей уложенную смесь помогают защитить всевозможные фольгированные плёночные материалы и теплоизоляторы. При достижении некоторой прочности (0,5 МПа — это примерно через 5-6 часов), поверхность бетона и опалубку из древесины постоянно увлажняют распылением воды или созданием системы, похожей на садово-огородный капельный полив. Периодический полив запрещается. Чтобы получить проектную прочность бетона применяют быстротвердеющие цементы с завышенной маркой, в состав вводят пластификаторы, практикуют повторное уплотнение в течение 60 минут после укладки бетонной смеси.

Заливка ленточного фундамента. Заключительные операции

После заливки бетонной смеси в опалубку строительство ленточного фундамента не заканчивается. Ещё необходимо обеспечить условия для того, чтобы монолит набрал свою проектную прочность.

Уход за бетоном

Бетон нуждается в специальном уходе минимум до набора им 50-70% прочности, об этом говорится в СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции». Начинается всё с поверхностного осмотра монолита сразу после заливки конкретных участков, при обнаружении усадочных трещин (пока смесь пластична) производят дополнительное уплотнение вибратором. Далее необходимо уделить внимание целостности опалубки, если есть существенные утечки цементного молока — герметичность щитов следует немедленно восстановить снаружи. Свежий бетон укрываем полиэтиленом, если температуры низкие — утеплителями, если высокие — отражающей плёнкой, увлажнённой мешковиной, брезентом и т.д. Через 8 часов после укладки бетон набирает необходимую прочность (1,5 МПа) и должен принудительно увлажняться, для этого регулярно смачиваются накрывочные материалы и применяются плёнки из полиэтилена.

На протяжении всего строка ухода монолит следует предохранять от ударов и вибраций. Естественно никаких строительных работ на фундаменте в это время производить нельзя. Вот примерные сроки твердения бетона в зависимости от температуры воздуха.

Снятие опалубки

Больше всего вопросов возникает по срокам распалубки, но сложного здесь ничего нет. Демонтировать опалубку можно лишь по истечении минимального срока ухода, когда порог прочности монолита достигнет отметки в 70%. Как видно из таблицы выше, при нормальных температурах и необходимом уходе опалубка может быть снята уже через 5-7 дней.

Главное правило демонтажа: опалубка должна быть сначала оторвана от бетона в горизонтальном направлении, а уже затем щиты можно поднимать.

Обратная засыпка пазух

Ширина пазухи (свободный проём между монолитом и стеной траншеи) возле ленточного фундамента напрямую зависит от глубины промерзания грунта, а также его дренажных свойств. Если естественное основание непучинистое, обладает нормальными дренажными свойствами, а глубина промерзания в данных широтах небольшая — то специально пазухи не увеличивают и их ширина составляет порядка 20-30 см. Увеличиваться это расстояние может, если снаружи фундамента необходимо будет вести строительные работы (гидроизоляция, дренирование, утепление…). Однако если грунт промерзает на глубину свыше 1,5, тогда пазуху делают шириной не менее 50 см (это в самом низу, кверху она расширяется и равняется глубине промерзания). Это нужно, чтобы заменить грунт возле фундамента на более стабильный, непучинистый.

Обратная засыпка ведётся крупным песком, щебнем, гравием, иногда «родным» грунтом, но в любом случае, он должен быть однородным по всему сечению, не мёрзлым, не включающим крупные элементы. Твёрдые включения отводятся от стенок фундамента на расстояние не менее 20 см.

Заполнение пазухи выполняют горизонтальными слоями толщиной не более 20 см с тщательным уплотнением. Сразу после выполнения обратной засыпки рекомендуют произвести вертикальное планирование участка, чтобы вода уходила от фундамента. Как только стены будут возведены, необходимо сделать отмостку, которая предназначена для отвода кровельной воды от фундамента.

Естественно, обратную засыпку производят после прокладки основных входящих под землёй коммуникаций, после устройства гидроизоляции и утепления фундамента, монтажа элементов искусственного дренирования. Мы особо не останавливались на этих операциях, так как о гидроизоляции, дренаже фундамента, устройстве отмостки будем очень подробно говорить в наших следующих статьях.

Турищев Антон, рмнт.ру