Наполненность/плотность распространённых бетонов

Помимо несущей функции бетонный фундамент может выполнять и локализующую, препятствуя проникновению грунтовых вод в подвальные помещения. В таких случаях помимо конструкционной прочности определяются фильтрационная способность бетона. Она зависит от содержания пор и микротрещин, способных пропускать грунтовые воды при наличии разницы давлений.

Содержание пустот в бетоне напрямую влияет на его плотность. Она, в свою очередь, увеличивается по мере роста прочности бетона. Но есть и другие факторы, влияющие на наполненность, в основном это соотношение воды и цемента, условия протекания гидратации, тип уплотнения и в целом технология заливки и уплотнения бетонной смеси.

В строительстве применяются преимущественно лёгкие (до 1,8 т/м³) бетоны — к конструкции изначально не предъявляются требования к локализующей способности. Нормально заглубленные фундаменты и стены цокольных этажей с высокими требованиями к гидроизоляции изготавливают из тяжёлых (2–2,5 т/м³) бетонов, что полностью коррелирует с используемыми марками прочности от М350 до М500. Более прочные марки имеют ещё более высокую плотность, такой бетон считается особо тяжёлым и в гражданском строительстве находит применение крайне редко.

Водопоглощение и морозостойкость бетона

Фундамент требует защиты от влияния условий среды, в которой находится. Основной риск представляет просачивание влаги, содержащей растворённый кислород, к элементам армирования. Увеличение защитного слоя бетона в таком случае не добавляет особой прочности конструкции, ведь арматура не распределяется дальше от центра, но при этом возрастает собственный вес фундамента.

Правильно выбирая марки бетона по водопоглощению и морозостойкости, можно уменьшить толщину защитных слоёв и тем самым снизить расход материала. Начать следует с того, что с повышением плотности бетона его водопоглощение вместе с содержанием пор становится ниже и для каждой марки по прочности имеет максимально допустимые значения, которые описываются монограммами из ГОСТ 12730.4–78.

Водопоглощение бетона маркируется литерой W и количественно (W4–W20) указывает на давление воды, при котором образец стандартной толщины гарантированно не проявляет фильтрационного эффекта. Классом по водопоглощению определяется морозостойкость, обозначаемая как F со значениями от 75 до 500 — количеством циклов заморозки, при котором нет существенной (более 5%) потери прочности.

Отметим, что необходимый класс по морозостойкости и водопоглощению определяется климатическими условиями и гидрогеологической обстановкой на строительной площадке. При наличии утепления или гидрозащиты для фундамента допускается использовать бетоны более низких марок. Выше указаны диапазоны марок и классов, применяемых в индивидуальном строительстве, общая же классификация включает больше разновидностей.

Минеральный наполнитель

Итоговые параметры бетонных изделий определяются не только характеристиками используемого связующего. Качества минерального наполнителя порой имеют не меньшее значение. Прежде всего, использование разных каменных пород и фракций наполнителя может приводить к увеличению/снижению плотности, а значит, и основных эксплуатационных показателей.

Также фракция бетона выбирается в зависимости от расстояния между элементами армирования, которое должно быть в 2–2,5 раза выше самого крупного размера щебня, чтобы полностью исключить расклинивание и закупорку с образованием незаполненных участков. Фракция также должна выбираться соразмерно габаритам бетонного изделия, обычно она составляет не более 1/10–1/15 части наименьшего линейного размера.

Обычно для малогабаритных железобетонных конструкций вроде ленточных и свайно-ростверковых фундаментов используют наполнитель из мытого горного гравия или лёгких вулканических пород фракцией до 50 мм. Для тяжёлых бетонов, используемых в строительстве плитных и заглубленных фундаментов, следует отдать предпочтение гранитным и базальтовым наполнителям размерами до 70–80 мм. Для облегчённых фундаментов или утепляющих слоёв бетона может использоваться наполнитель из керамзита.