Какая плита является наиболее экономичной по расходу бетона
Марка бетона для фундаментной плиты
Из всех существующих фундаментов наибольшей универсальностью обладает плита. В промзданиях она может монтироваться из сборных элементов заводского изготовления, но в гражданском строительстве, в том числе малоэтажном, эта конструкция всегда монолитная. Её востребованность основана на большой площади опоры, позволяющей максимально уравновешивать воздействующие на грунт усилия, к тому же плита годится практически для любых типов грунтов и избавляет от необходимости формирования чернового пола. Рассмотрим, какой бетон для плиты фундамента нужно использовать.
Характеристика плитного фундамента
Плитным фундаментом называют сплошной железобетонный массив под всем зданием или его частью, передающий на основание сосредоточенные нагрузки, одновременно снижая и выравнивая их.
Согласно действующим правилам, конструкция предназначена для строительства в условиях второй и третьей категории сложности. Таковыми являются основания, имеющие до четырёх залегающих горизонтально или наклонно слоёв грунта, с неодинаковыми показателями и подземными водяными горизонтами – в том числе с распространёнными техногенными или геологическими процессами. То есть, сплошной фундамент будет хорошо работать как на неоднородных и просадочных грунтах, так и в условиях повышенной влажности.
Среди характеристик конструкции можно отметить такие плюсы и возможности:
- Возможность строительства на глубине (если нужен цокольный этаж).
- Поверхностное заложение, при минимальном объёме земляных работ.
- Наличие готового основания пола и возможность закладки в него греющих систем.
- Малая площадь опалубки, что снижает расход материалов на её сборку.
- Формирование периметра плиты за счёт элементов несъёмной опалубки из пенополистирола с одновременным утеплением по всей площади.
- Совмещение с ленточным фундаментом для жёсткости, или сваями для строительства на неровном рельефе или в заболоченной местности.
- Можно проектировать в ступенчатом варианте для участка на склоне.
- Возможность уменьшения толщины плиты за счёт увеличения интенсивности армирования наиболее нагруженных зон.
- Высокая пространственная устойчивость и надёжность, самый длительный срок службы.
- Лучше всего подходит для стен, возводимых из низкоплотных каменных материалов типа газобетона или керамоблока, отличающихся высокой чувствительностью к неравномерным осадкам.
Минусом является повышенная материалоёмкость. Как следствие, это более высокая итоговая цена, но она в полной мере компенсируется внушительным списком достоинств.
Фундаментные плиты классифицируют по конфигурации, которая может быть:
- Сплошной и гладкой – самый распространённый вариант.
- Решётчатой. Чаще это сборные плиты, больше похожие на перекрёстные ленты с расширенной подошвой.
- С рёбрами жёсткости (могут быть направлены в грунт или устанавливаться в виде цокольных стенок).
Отличительной особенностью является и способ заложения плиты в грунт, и тут так же существует три варианта:
- Нормальной глубиной для любого фундамента считается отметка ниже границ промерзания. Это самый дорогой вариант плиты, который экономически оправдан только при строительстве цокольного этажа.
- Мелкое заложение – это когда подошва фундамента опускается в грунте на отметку до 500 мм. Такую плиту называют плавающей, так как она при подвижках перемещается в пространстве вместе с грунтом, а не противостоит его давлению.
- При нулевом заглублении, когда отметки подошвы плиты и планировки грунта совпадают, фундамент называется незаглублённым. У этой конструкции в грунте находятся только подстилающие слои.
Выбор нужного варианта осуществляется с учётом совокупности нагрузок и характера их воздействия; рельефа участка и гидрогеологической обстановки; структуры почвенных слоёв и границы их промерзания; глубины закладки инженерных сетей. Всё это влияет на размеры монолита и его конфигурацию, но немалое значение имеет и марка бетона, используемого для формирования плиты фундамента.
Классификация и марки бетонов
Свод правил (52*103 от 2007 г.) регламентирует всё, что связано с возведением монолитных конструкций. В частности, в пункте 7.10 сказано, что:
- Класс бетона для фундаментной плиты на сжатие не может быть ниже В20.
- Минимальная марка бетона для плитного фундамента по водонепроницаемости – W6.
- Минимально возможный процент армирования – 0,3%.
- Рекомендуемая толщина плит в пределах 50-200 мм (параметры устанавливаются на основе технического расчёта и экономической целесообразности).
То есть, рекомендуется не какой бетон выбрать для фундамента монолитная плита, а его минимально возможные показатели. Конкретный выбор осуществляется в зависимости от условий климата и обстановки на участке.
Как выбрать бетон для монолитной плиты по прочности
Марки прочности всех каменных материалов – как твёрдых, так и растворов, обозначаются буквой «М» с двух, трёх или четырёхзначным индексом (М50-М1000), отражающим предельную сжимающую нагрузку в кгс/см², которую способен выдержать образец. Конкретное значение зависит от марок прочности вяжущего и наполнителя, а так же их соотношения в смеси.
- Бетоны для фундаментов замешиваются на цементном вяжущем, и чем больше его количество в смеси, тем быстрее она затвердевает. Сроки затвердевания можно регулировать с помощью добавок, что и делают производители бетона. Любые добавки увеличивают стоимость, и она растёт с повышением марки бетона. Поэтому лучше всегда обходиться наименьшей маркой бетона, допустимой в данной ситуации.
- В настоящее время прочность бетона обозначается не марками, а классами «В», отличающейся от марки всего лишь другой единицей измерения – мегапаскалями (мПа) вместо кгс/см². Сделано это для удобства обозначения, и в официальном строительстве оперируют классами, хотя иногда указывают оба обозначения.
- Бетон класса В20 имеет ближайшую марку М250 с показателем прочности 261,9 кгс/см². Такие данные можно без труда отыскать в справочных таблицах. Найти величину прочности в мПа можно, разделив класс бетона на величину 0,778. Например: 20:0,778= 25,7 мПа.
Виталий Кудряшов строитель, начинающий автор
По действующим правилам, фундаменты должны выдерживать нагрузки не менее 20 мПа. Соответственно, бетон класса В20 идеально подходит для этой конструкции. Для одноэтажного дома из газобетона, смеси с такой прочностью вполне достаточно. Для дома в два этажа лучше взять бетон классом выше – В22,5. Больше может понадобиться только в том случае, когда строительство ведётся в сейсмически неблагонадёжном районе.
Что такое водонепроницаемость, и как её обеспечить
Влага обладает разрушительной силой, а любой бетон в той или иной степени может её впитывать. Эту его способность требуется уменьшить, что так же может достигаться за счёт добавок. В основном объём поглощаемой влаги за определённый период времени зависит от плотности камня, свойств и количества вяжущего, вида заполнителя.
Показатель водопроницаемости обозначается литерой W с однозначным числом, которым выражается давление воды (в мПа), которое образец выдерживает, не давая ей пройти через себя. Бетоны выше класса В20 всегда имеют марку по водопроницаемости W6, для чего при их изготовлении применяются пластификаторы и водоредуцирующие добавки.
Плотность бетонной смеси и её пластичность
Не только прочность и водонепроницаемость бетона, но и пластичность зависят от его плотности. Выражается она в кг/м³ и обозначается D. Бетон для плиты фундамента может обладать плотностью 1800-2500 кг/м³, что зависит от марки цемента, типа и фракции заполнителя, соотношения в бетоне воды и твёрдых ингредиентов. Большое значение имеет степень уплотнения уложенной в опалубку смеси, поэтому к данному этапу работ и предъявляются повышенные требования.
Есть такое определение, как подвижность бетона, от которой зависит, насколько удобно с ним будет работать, и насколько хорошо он будет заполнять опалубку. Пластичная смесь экономит время, затрачиваемое на бетонирование, а так же расход энергоносителя, необходимого для работы виброоборудования.
На бетонных узлах пластичность бетона оценивают посредством формирования усечённого конуса с диаметром 200 мм внизу и 100 вверху, высотой 300 мм. Форму заполняют в три уплотняемых стержнем слоя, затем удаляют её и дают бетону осесть. Усреднённая в трёх испытаниях величина осадки и даёт характеристику бетона по пластичности (от 1 до 10), обозначается «П». Идеальной для заливки фундамента будет смесь марки П4 или П5 (но не более).
Пластичность смеси может повышаться при:
- Увеличении количества воды. Но это не лучший способ, так как бетон из-за этого может расслаиваться.
- Увеличения количества цементного теста (с осадкой конуса минимум 180 мм) по отношению к заполнителю. Прочность при этом не снижается, но в домашних условиях этот способ трудновыполним.
- Увеличении фракции заполнителя (особенно песка).
- Замене щебня на гравий.
Виталий Кудряшов строитель, начинающий автор
Важно: Наличие обтекаемых поверхностей увеличивает пластичность смеси, но при этом они хуже сцепляются с цементным тестом. Камень в итоге получается менее прочным, поэтому для фундамента этот способ лучше не применять. Да и вообще самостоятельные эксперименты с ингредиентами бетона лучше не проводить, а использовать пластификатор.
Присадка сразу решит все проблемы: улучшит пластичность, обеспечит нормальную водонепроницаемость и морозостойкость. Пластификаторы есть в свободной продаже: расходуются они не более 1,2 кг на 100 кг цемента и стоят меньше 100 руб за литровый флакон.
Марка по морозостойкости
Морозостойкостью называется способность материала выдерживать определённое количество циклов замораживания и оттаивания, сохраняя при этом не менее 95% первоначальной прочности. Обозначается F с цифрой, соответствующей количеству циклов. Марка бетона для фундаментной плиты (класса В20) по морозостойкости будет F100; у бетона В22,5 - F200.
Зависит морозостойкость бетона от марки и состава цемента, плотности смеси, её прочностных показателей. Чем меньше в цементном камне воздушных пор, тем лучше. Количество пор зависит не только от воздуха, но и от присутствия воды, поэтому для увеличения морозостойкости применяют добавки, способные снизить водоцементное соотношение в бетоне.
Как сделать бетонною смесь В20 (М250)
Сделать смесь одного и того же класса можно из разных цементов. Марка вяжущего должна быть выше марки бетона, и в данном случае используют цементы М400 и М500. В первом случае, на 1 часть вяжущего закладывается 2,1 часть песка и 3,9 долей щебня. При использовании цемента М500 соотношение Ц:П:Щ будет 1:2,6:4,5. Водоцементное соотношение для бетона данного класса составляет 0,61.
Крупным заполнителем для тяжёлого бетона является щебень из горных плотных пород и отсевов их дробления, а так же шлаков ТЭЦ и отходов металлургии с плотностью зёрен от 2000 кг/м³. Для бетона М250 применяют щебень фракции 10-20, но допускается и его смесь с одной из «соседних» фракций: 5-10 или 20-40. Содержание глинистых и пылевидных частиц в крупном заполнителе не должно превышать 1%.
Мелким заполнителем служит песок природного происхождения или добываемый путём отсева дробимых горных пород. Так же допускается применение песка из шлаков чёрной и цветной металлургии, золы-уноса.
Вода для затворения бетона не должна содержать химических примесей и соединений, способных повлиять на сроки твердения и схватывания, спровоцировать коррозию бетона, ухудшить его эксплуатационные характеристики. Нельзя замешивать смесь не только на технической воде, но и на сточной или торфяной.
Виталий Кудряшов строитель, начинающий автор
Общее количество добавок не должно превышать 5% от массы цемента. Их вводят в состав с водой затворения.
Если для замеса бетона используется бетономешалка, её объём и является ориентиром, для которого нужно рассчитать количество частей. Порядок замеса таков:
- в барабан заливается около 80% от общего количества воды;
- добавляется пластификатор, чтобы растворился;
- насыпается полный объём вяжущего и перемешивается до получения на поверхности цементного молока;
- дозируется песок;
- засыпается щебень;
- добавляются остальные 20% воды.
Время вращения барабана зависит от типа бетономешалки. Для гравитационных это не более 2,5 минут, для принудительно вращаемых – 1,5-2 мин. Отсчёт времени производится от момента загрузки последнего ингредиента. Увеличивать период вращения барабана не стоит: качество бетона это не улучшит, а из-за интенсивного испарения воды может негативно сказаться на пластичности.
Заключение
Теперь вы знаете, какая марка бетона для монолитной плиты фундамента должна использоваться, и как её правильно изготовить. Однако для заливки плиты лучше всё же заказать готовую бетонную смесь, и вот почему. Площадь монолита существенная, залить его нужно в течение одной смены, а при ручном бетонировании обеспечить такую скорость практически невозможно. К тому же, всегда есть вероятность отключения электроэнергии или поломки бетономешалки, что может вызвать преждевременное твердение смеси и необходимости трудоёмкого устройства рабочих швов.
Расчет и конструирование железобетонных плит перекрытия и покрытия
Выбор экономичной формы поперечного сечения плит. Плиты перекрытий опираются на ригели, работая на изгиб, и для уменьшения расхода материалов проектируются облегченными- пустотными или ребристыми. При удалении бетона из растянутой зоны сохраняют лишь ребра шириной, необходимой для размещения сварных каркасов и обеспечения прочности панелей по наклонному сечению. При этом плита в пролете между ригелями работает на изгиб как балка таврового сечения. Верхняя полка плиты также работает на местный изгиб между ребрами. При необходимости устройства гладкого потолка создается нижняя полка, образующая замкнутую полость.
По форме поперечного сечения пустотные плиты бывают с овальными, круглыми и вертикальными пустотами, ребристые- с ребрами вверх(с устройством чистого пола по ребрам), с ребрами вниз, сплошные.
Общий принцип проектирования плит перекрытий любой формы поперечного сечения состоит в удалении возможно большего объема бетона из растянутой зоны с сохранением вертикальных ребер, обеспечивающих прочность элемента по наклонному сечению, в увязке с технологическими возможностями завода-изготовителя.
В плитах с пустотами минимальная толщина полок составляет 25…30 мм, ребер- 30…35мм в ребристых плитах ребрами вниз толщина полки (плиты)-50…60мм.
При заданной длине плит разных типов ширину их принимают такой, чтобы получить градации массы, не превышающие грузоподъемность монтажных кранов 3…5 т. Плиты шириной 3,2 м при пролете 6 м перекрывают целиком жилую комнату; масса таких плит с пустотами- 5…6 т.Пустотные и сплошные плиты, позволяющие создать гладкий потолок, применяют для жилых и гражданских зданий, ребристые панели ребрами вниз- для промышленных зданий с нормативными нагрузками свыше 5 кН/ м².
Экономичность плиты оценивают по приведенной толщине бетона, которую получают при делении объема бетона панели на ее площадь, и по расходу стальной арматуры.
Наиболее экономичны по расходу бетона плиты с овальными пустотами; приведенная толщина бетона в них 92 мм, в то время как в плитах с круглыми пустотами она достигает 120мм.Однако при изготовлении панелей с овальными пустотами на заводах возникают технологические трудности, вызванные тем, что после извлечения пустотообразователей стенки каналов свежеотформованного изделия иногда обваливаются. Поэтому в качестве типовых приняты сборные плиты с круглыми пустотами. Дальнейшее совершенствование технологии заводского изготовления пустотных панелей позволит перейти к к более экономичным по расходу бетона конструкциям. Следует, однако, считать с условиями звукоизоляции и требованиями в связи с этим о минимальной массе перекрытия.
В ребристых панелях ребрами вниз (П- образных) приведенная толщина бетона- 105 мм, расход стальной арматуры на 1м² площади- 8,3…21,5 кг в зависимости от временной нагрузки.
Для предварительно напряженных плит применяют бетон класса В15, В25, для плит без предварительного напряжения- бетон класса В15, В20.
Высота сечения плиты h должна быть подобрана так, чтобы наряду с условиями прочности были удовлетворены требования жесткости (предельных прогибов). При пролетах 5…7 м высота сечения плиты определяется главным образом требованиями жесткости. Предварительно высоту сечения панели, удовлетворяющую одновременно условиям прочности и требованиям жесткости, можно определить по приближенной формуле
с- эффициент, принимаемый для пустотных панелей 18…20, для ребристых панелей с полкой в сжатой зон- 30…34.
При расчете прочности по изгибающему моменту ширина ребра равна суммарной ширине всех ребер плиты; Расчетную ширину сжатой полки принимают равной полной ширине панели. При малой толщине сжатой полки, когда , ширина полки, вводимая в расчет, не должна превышать
Где n – число ребер в поперечном сечении панели.
В ребристой панели ребрами вниз при толщине полки , но при наличии поперечных ребер, вводимую в расчет ширину полки принимают равной полной ширине панели.
Таким образом, расчет прочности плит сводится к расчету таврового сечения с полкой в сжатой зоне. В большинстве случаев нейтральная ось проходит в пределах толщины сжатой полки, поэтому, определив
Для случаев, когда и нейтральная ось пересекает ребро, расчет ведут с учетом сжатия в ребре.
Расчетную ширину сечения плиты ребрами вверх принимают равной суммарной ширине ребер и расчет ведут как для прямоугольного сечения.
Поперечную арматуру плиты рассчитывают из условия прочности по наклонному сечению по расчетной ширине ребра b, равной суммарной ширине всех ребер сечения. В многопустотных плитах высотой менее 300 мм допускается поперечную арматуру не устанавливать, если она не требуется по расчету.
По образованию или раскрытию трещин, а также по прогибам плиту рассчитывают в зависимости от категории требований трещиностойкости.
При расчете прогибов сечение панелей с пустотами приводят к эквивалентному двутавровому сечению. Для панелей с круглыми пустотами эквивалентное двутавровое сечение находят из условия, что площадь круглого отверстия диаметром d равна площади моментом инерции, соблюдая также условие совпадения центра тяжести овала и заменяющего прямоугольника. Обозначив как и ширину и высоту эквивалентного
Для пустотных панелей с высотой сечения 150…250 мм и шириной отверстия до 5000мм такое приведение может быть выполнено упрощенно.
Полка плиты работает на местный изгиб как частично защемленная на опорах пролетом , равным расстоянию в свету между ребрами. В ребристых плитах ребрами вниз защемление полки создают заливкой бетоном швов, препятствующей повороту ребра. Изгибающий момент
В ребристой плите с поперечными промежуточными ребрами, изгибающие моменты полки могут быть определены как в плите,опертой по контуру и работающей в двух направлениях.
Экономическое сравнение перекрытий разного типа. Перекрытие из сборного железобетона. Монолитное перекрытие. Каркасное деревянное перекрытие. Каркасное перекрытие по балкам из ЛВЛ бруса.
На сегодняшний день ЖБ плиты являются наиболее часто применяемым типом межэтажных перекрытий. По своей несущей способности они делятся на три основные группы: Несущая способность: 400 кг/м2 или 4 нагрузка Несущая способность: 600 кг/м2 или 6 нагрузка Несущая способность: 800 кг/м2 или 8 нагрузка В настоящее время в основном производятся плиты с несущей способностью 800 кг/м2, за очень редким исключением можно встретить 600 кг/м2 и совсем не найти 400 кг/м2. А вместе с этим существует СНИП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», который определяет необходимую и достаточную несущую способность перекрытий в зависимости от типа помещений. В соответствии со СНИП (п 3.11 тблица3) несущая способность перекрытий квартиры жилого здания составляет 150 кг/м2, а самое большое значение составляет 500 кг/м2 и отводится для книгохранилищ, архивов, сцен зрелищных предприятий, трибун для стоящих зрителей, а так же для помещений по выращиванию крупного скота. Теперь давайте разберемся, что значит несущая способность 800 кг/м2 применительно к рассматриваемому дому. Возьмем для примера наиболее нагруженное помещение, а именно Кухню-Гостиную (площадью 27,3м2). При применении ЖБ плит несущая способность этого помещения составит: 27,3 м2 * 800 кг/м2 = 21 840 кг если от этого значения отнять вес мебели и элементов интерьера (максимум 500 кг), то мы получим остаточную несущую способность 21 340 кг. Теперь давайте определим сколько людей выдержит такое перекрытие при среднем весе человека 100 кг. Количество людей = 21 340 кг / 100 кг = 213 человек! Понятно, что такого количество людей в этом помещении банально не поместиться. Если говорить о возможности этого помещения с точки зрения присутствующих людей, то это не более 20 человек при «пиковой» нагрузке. Другими словами Вы получите коэффициент запаса 10! В гражданском строительстве коэффициент запаса не превышает 0,5, а у военных проектировщиков/строителей не превышает 5!
Считаем затраты на возведение 1м2 конструкции перекрытия.
1) ЖБ плита ПНО 160 мм
2) Выравнивающая стяжка 50 мм
3) Экструдированный пенополистирол 150 мм
4) Пароизоляционная пленка
5) Выравнивающая стяжка 50 мм с армированием сеткой
6) Финишная стяжка самонивилирующей смесью 5 мм
Калькуляция расходов на устройство перекрытия из сборного железобетона над холодным подпольем с применением плит перекрытия серии ПНО. В калькуляцию также включены материалы теплоизоляции и выравнивания основания под чистовую отделку пола.
| Материалы, расход / цена на 1 м2 конструкции. | Работы, расход / цена на 1 м2 конструкции. |
| Материалы, расход / цена на 1 м2 конструкции. | Работы, расход / цена на 1 м2 конструкции. |
 |
| Материалы, расход / цена на 39,25 м 2 конструкции. | Работы, расход на 1м 2 / цена на 39,25 м 2 конструкции. |
 |
| Материалы, расход / цена на 39,25 м 2 конструкции. | Работы, расход на 1м2 / цена на 39,25 м 2 конструкции. |
| Параметры | Средняя стоимость, руб. |
| 1780х990х220 | 3100 |
| 2080х990х220 | 3580 |
| 2580х990х220 | 4150 |
| 3180х1490х220 | 7050 |
| 3780х1190х220 | 7200 |
| 5380х990х220 | 7800 |
| 7180х1490х220 | 17350 |
Облегченные плиты перекрытия, в зависимости от габаритов, также имеют разную стоимость:
| Параметры | Средняя стоимость, руб. |
| 1580х990х160 | 2173 |
| 1780х1190х160 | 2584 |
| 1780х1490х160 | 3294 |
| 2080х1490х160 | 3812 |
| 2980х990х160 | 3257 |
Заключение
Пустотные плиты перекрытия – конструкции, которые облегчают строительство, снижают нагрузку на всю постройку. Благодаря этим качествам детали активно используются. Важное условие – правильно выбрать параметры перекрытий, чтобы строение прослужило долгие годы.
Читайте также:
- Контробрешетка под гипсокартон в каркасном доме
- Цоколь 9006 и hb4 разница
- Сколько тротуарной плитки можно сделать в день
- Рейтинг фасадных штукатурок для наружных работ
- Инновация добавки для бетона