Расчет компонентов бетона

На практике довольно часто можно встретить случаи, когда бетонная смесь готовится с нарушением всех пропорций. Конечно, такие случаи чаще бывают в частном строительстве. И дело даже не в халатности строителей, а в простом незнании технологии проведения расчетов. Рассчитать объем бетона довольно просто, а вот его состав рассчитывается с некоторыми затруднениями. Объем обозначается V.

Для того что бы фундамент был прочный, крепкий и долговечный, следует правильно рассчитать пропорции песка, цемента и щебня.

Расчет состава

Чтобы получившаяся бетонная смесь соответствовала всем необходимым требованиям, требуется достаточно точное определение расхода материала на 1 м³ (куб) готовой смеси. Для этого потребуется знать некоторые пропорции приготовления бетона той или иной марки.

Для изготовления бетона вам понадобится цемент, вода, песок, щебень.

Расчет состава бетона нужно начинать с уточнения расхода основного компонента — цемента. Если требуется изготовить самый легкий бетон, то есть бетон марки М100, то можно выбирать цемент марки М 400 или даже М300. На 1 куб готового бетонного раствора требуется затратить порядка 230 кг такого цемента.

Если требуется залить пол или фундамент, то необходимо готовить бетон марки М150. Для этого бетона понадобится цемент марок М 400 или М500. При этом показатели его расхода будут колебаться в районе 270 кг.

Для бетона марки М200 понадобится порядка 310 кг цемента. Если говорить о бетоне марки М300, то расход цемента приближается к 380 кг.

Стоит учесть, что состав бетона во многом определяется таким параметром, как водоцементное соотношение, то есть от количества воды на 1 единицу объема готового материала.

Таблица пропорций марки бетона, песка и щебня.

Для нижеприведенных марок бетона этот показатель следующий:

• для марки М100 и цемента М300 — 0,8;
• для марки М150 и цемента М300 — 0,66;
• для марки М200 и цемента М300 — 0,64.

Теперь, определив количество цемента и по вышеуказанному отношению, осталось определить величину расхода еще двух составляющих бетона: песка и щебня.

Чтобы определить их, требуется из единицы объема конечного продукта вычесть сумму объемов воды и цемента. Кроме того, следует учесть, что используемый песок может отличаться по крупности. Исходя из этого можно утверждать, что объем песка будет равен произведению объема готового материала на процентное соотношение песка, которое разделено на 100.

Зная эти объемы, можно сделать подобные вычисления для нескольких кубов раствора.

Пример расчета

Для того чтобы правильно рассчитать количество бетона для ленточного фундамента, вам необходимо знать его длину, высоту и ширину.

Например, используется бетон марки М200. Фракция щебня равна 4 см, при этом его масса составляет около 2,6 кг/ л. Показатель водоцементного соотношения равен 0,57. Песок имеет плотность около 2630 кг/см³, цемент имеет среднюю плотность около 3100 кг/см³.

Расход цемента известен заранее — 310 кг. Тогда вычислим V воды:

310*0,57 = 177 л

V щебня и песка равен:

(0,177*(310/3100))*1000 = 290 л — это V цемента и воды, тогда 1000-290 = 710 л — это и есть искомый результат. Здесь 3100 — это плотность цемента, выраженная в кг/м³. а 0,177 — количество воды, выраженное в м³.

Теперь выясним требуемое количество песка:

Так как его процентное соотношение в данном количестве равно 40%, то несложно догадаться, что его V будет 710/100*40 = 284 л. Тогда V щебня будет 710-284 = 426 литров.

Зная все плотности, можно легко посчитать массу всех элементов:

• вода — 177 л;
• цемент — 310 кг;
• песок — 284*2,63 = 747 кг;
• щебня получается 426*2,6 = 1108 кг.

Тогда общая масса одной единицы объема такого смеси будет равна сумме масс всех компонентов:

Расчет объем бетона для фундаментов разных типов.

1108+747+310+177 = 2342 кг. Убедиться в правильности результата можно, посмотрев, что средняя плотность бетона равна 2500 кг/м³, что практически совпадает с получившимся результатом.

Следует отметить, что данный расчет хоть и имеет близкий к среднему значению результат, но не является точным. Кроме того, при расчетах следует учесть, что объем сухой смеси и объем готового бетона не совпадают.

Компоненты смеси

Итак, если предыдущий расчет показывает, какой объем нужен каждого из компонентов для приготовления одного кубометра бетона, то существуют и такие расчеты, которые показывают, какое количество этого бетона для той или иной работы потребуется.

Сделать их достаточно просто.

Ленточный фундамент

Расчет количества бетона для ленточного фундамента выполняется исходя только из размеров ленты или отливной части фундамента.

Чтобы узнать количество требуемой смеси, нужно вычислить объем этой самой отливной части. В свою очередь для этого необходимо знать все геометрические размеры фундамента.

Например, фундамент прямоугольной формы. Его размеры следующие:

• периметр, то есть длина всех четырех сторон, равен 20 м;
• ширина фундаментной ленты равна 40 см;
• глубина закладки равна 1 м.

Если лента имеет форму параллелограмма, то есть ровные стенки и ребра, образованные двумя сторонами под углом в 90 градусов, то объем такой фигуры вычисляется, как произведение всех трех сторон. Тогда получим:

20*0,4*1 = 8 кубов бетона. Зная точное количество всех материалов, можно без труда посчитать и количество каждого по отдельности.

Столбчатое основание

Столбчатый фундамент в сечении может быть прямоугольным, квадратным или круглым.

Если речь идет о столбчатом фундаменте, столбы которого представлены в виде таких же прямоугольников, то есть имеют в своем сечении квадрат или прямоугольник, то количество вычисляется, как сумма значений для каждого столба. При этом объем каждого столба вычисляется по аналогии с предыдущим примером.

Если речь идет о столбах с круглым сечением, то данный параметр вычисляется следующим образом.

Сперва требуется вычислить объем одного столба, а потом их все суммировать. Если пренебречь тем, что сечение столба представляет собой не идеальный круг, то можно установить это значение с помощью обычной геометрической формулы для цилиндра, то есть высоту столба умножить на площадь поперечного сечения, или площадь круга.

Площадь круга вычисляется, как число Пи, умноженное на квадрат радиуса. Предположим, что столб имеет диаметр 40 см. Тогда площадь вычисляется следующим образом:

• установим радиус, который равен половине диаметра, то есть 40/2 = 20 см;
• вычислим площадь поперечного сечения (то есть площадь круга с радиусом в 20 см), зная, что число Пи равно приближенно 3,14, получаем 3,14*0,2*0,2 = 0,1256 м²;
• теперь вычислим объем, взяв величину высоты столба, равную 2 м, получается 0,1256*2 = 0,25 м³.

Зная, что на один столб требуется четверть кубометра раствора, и предположив, что все столбы имеют одинаковую форму и высоту, можно общее их количество умножить на получившийся результат или просто разделить на 4.

Плитная основа

Для расчета объема бетона для плитного фундамента нужно знать объем его отливной части.

Плитный фундамент — это не что иное, как лента, только сплошная. По свое сути это тот же параллелограмм с углами в 90 градусов. Следовательно, его объем вычисляется аналогично ленточному фундаменту.

Итак, расчет количества раствора — это достаточно простое занятие. Требуется знать только простейшие геометрические формулы. Вычислить количество веществ, которое содержит 1 куб раствора. Однако стоит обратить внимание, что в данных примерах все случаи идеализированы. Для более точных расчетов следует учитывать и такой параметр, как армирование фундамента. При нормальном армировании объемная доля стальной части может быть очень большой.

Кроме того, даже идеально вырытая траншея не дает гарантий, что получившаяся фигура является идеальным прямоугольным параллелограммом.

Стоит обратить внимание и на расчет более сложных фундаментов. Например, плитных, которые не имеют форму прямоугольника. Часто такие фундаменты заливают под большие дома, которые могут иметь и округлые формы. В таком случае рассчитывать объем следует частями. То есть весь фундамент условно разбивается на участки и высчитывается объем каждого из них. Желательно, чтобы максимальное количество участков было прямоугольной формы. В таком случае точное определение расхода достаточно тяжело.

Что касается расчета прочности бетона, то его проводить самостоятельно не рекомендуется вовсе. Причин много: это и большое количество факторов, которые нужно учитывать, и необходимость в обладании специальными знаниями. Такие расчеты достаточно сложны.