Расчет бетона на фундамент

При самостоятельном строительстве дома нужно учитывать каждую деталь, начиная с разработки проекта дома и заканчивая покупкой необходимого количества строительных материалов. Малейшая ошибка в лучшем случае может сказаться на увеличении стоимости дома, в худшем – поставить под сомнение безопасность его дальнейшей эксплуатации. Существенная статья затрат связана с возведением фундамента, поэтому так важно провести тщательный расчет бетона, его объема и качественных показателей. В этой статье мы поговорим о том, как просто, что называется, своими руками рассчитать требуемый объем бетонной смеси, а также другие важные показатели этого стройматериала, в частности, соотношение компонентов, входящих в состав бетона. Внушительная часть статьи пригодится тем, кто по каким-то причинам решил сам готовить бетонную смесь прямо на строительном участке. Вы убедитесь, что это не так сложно, как может показаться на первый взгляд.

Рассчитываем требуемый объем бетона для разных видов оснований

Первая часть расчета количества бетона на фундамент относительно проста – достаточно лишь вспомнить школьный курс геометрии и, используя данные проекта основания, подсчитать объем по формулам. Мы не будем сильно углубляться в описание этого процесса – все действительно очень просто. Естественно, объем, занимаемый в монолите арматурой, воспринимаем как погрешность (в большую сторону, с запасом).

Чтобы рассчитать количество кубов бетона для плитного фундамента с ребрами жесткости, необходимо знать форму и размеры ребер. Их объем впоследствии суммируется с объемом самой плиты – получают необходимое количество кубометров бетонной смеси. Полученные данные используются в дальнейшем при расчете столбчатого фундамента и других видов оснований.

Расчет состава бетонной смеси

В статье о бетоне для фундамента мы достаточно подробно описывали характеристики бетонной смеси и то, как они сказываются на надежности и прочности возведенного из них монолита. Но представленных там данных явно недостаточно для того, чтобы сделать необходимое количество бетона своими руками. При расчете процентного состава бетонной смеси нет мелочей: нужно учитывать и водоцементное отношение (В/Ц), и характеристики заполнителей (песка и щебня), и марку используемого цемента. С чего же начать?

Допустим, нам необходимо получить бетон марки М300 из портландцемента М400. Смотрим значения, представленные в таблице 1. Из нее видно, что водоцементное отношение равно 0,53. Данные таблицы актуальны для бетонной смеси, приготовленной на основе щебня и песка, модуль крупности которых не превышает 2,5 – компоненты со средним размером зерен. Если же нам необходимо приготовить бетонный раствор без щебеночного заполнителя, то от значения В/Ц необходимо отнять 0,1. В нашем случае получается, что водоцементное отношение будет равно 0,43. Что это значит? В первом случае (В/Ц=0,53) при использовании 50 кг цемента необходимо добавить в смесь 50×0,53=26,5 литра воды, во втором (В/Ц=0,43) – 21,5 л. Но это мы всего лишь пояснили термин «водоцементное отношение». Перейдем к конкретному примеру.

Необходимо получить: 10 кубов бетона М300 с подвижностью П2 (осадка конуса до 50 мм)

Имеется:

• щебень (максимальный размер зерен – 25 мм), плотность — 2700 кг/м³
• песок средней фракции, плотность – 2500 кг/м³
• портландцемент М400, плотность которого в составе водно-цементной массы – 3000 кг/м³

По таблице 1 находим значение В/Ц для получения проектной марки бетона М300. Оно равно 0,53. Смотрим на данные таблицы 2. В ней указано, что при использовании щебня с максимальным размером зерен 25 мм для приготовления одного куба бетона требуется 195 литров воды (или 0,195 м³). Получается, что для 1 куба бетона потребуется:
195/0,53=368 кг цемента
Далее необходимо рассчитать, сколько по объему на кубический метр занимают заполнители (песок и щебень):
1-((368/3000)+0,195)=0,682 м³ или 682 литра
Теперь, пользуясь данными таблицы 2, находим объемное содержание песка в смеси наполнителя. В нашем случае оно равно 46% или просто 0,46. Зная его, несложно рассчитать объем песка:
682×0,46=313,7 литра или 0,314 м³
Отнимаем от общего объема наполнителей объем песка и получаем объем щебня:
682-313,7=368,3 литра или 0,368 м³
Зная объемы наполнителей и плотности, несложно рассчитать их массу. Так, для песка она составит:
0,314×2500=785 кг, для щебня – 0,368×2700=993,6 кг.

Итого, чтобы приготовить один кубометр бетонной смеси проектной марки М300 из портландцемента М400 потребуется:

368 кг цемента, 195 л воды, 785 кг песка, 993,6 кг щебня

Для приготовления десяти кубов полученные значения необходимо умножить на 10. Эти данные используются для корректировки расчета фундамента.  Можно также выразить массовое соотношение цемента, песка и щебня:

368/785/993,6 = 1:2,1:2,7

По таблице 3 удостоверились в том, что расчетная масса цемента не меньше табличных значений, указанных для приготовления бетонной смеси М300 с осадкой конуса до 50 мм (П2) из цемента М400.

Рассчитываем компоненты для одного замеса бетона

Предположим, что в вашем распоряжении имеется строительная бетономешалка с полезным объемом 500 литров. Сколько материалов необходимо на приготовление одного замеса бетона в этом случае? Воспользуемся ранее полученными данными по производственному расходу материалов для получения одного кубометра бетонной смеси:

368 кг цемента, 195 л воды, 785 кг песка, 993,6 кг щебня

Дополнительными данными являются: объемный вес песка, щебня и цемента – 1600 кг/м³, 1500 кг/м³, 1300 кг/м³, соответственно.

Для начала определяем коэффициент выхода бетона: 1/((368/1300)+0,195+(785/1600)+(993,6/1500))=0,613
Далее рассчитываем расход каждого из компонентов на один замес, отталкиваясь от доступной емкости барабана бетономешалки (500 л).
Расход цемента составит: 500×0,613×368/1000=112,8 кг
Расход воды: 500×0,613×195/1000=59,8 кг
Расход песка: 500×0,613×785/1000=240,6 кг
Расход щебня: 500×0,613×993,6/1000=304,5 кг

Представленные в статье расчеты привязаны к конкретным материалам и условиям работы. Мы постарались изложить сам принцип определения процентного состава компонентов для приготовления бетонной смеси с нужными характеристиками. В одной из следующих статей мы поговорим о том, как провести расчет арматуры для фундамента, который не менее важный, чем расчет бетона.