Как выбрать марку бетона для монолитных конструкций

Варианты межэтажных перекрытий дома из блоков газобетона предусматривают правильное соотношение веса конструкции и прочности несущих стен дома, учитывается также баланс прочности перекрытия и жёсткости конструкции. Помимо этого не меньшее внимание уделяется факторам шумоизоляции, пожароустойчивости и способности к теплосохранению.

Толщина монолитного перекрытия.

В результате многолетней практики, для плитных конструкций изгибаемого типа, было установлено значение соотношения толщины и длины пролета. Это отношение для плит перекрытия равно 1:30. Так, при длине пролета в 6 метров, необходимая толщина плиты будет равняться 200 миллиметрам, а при длине плиты в 4.5 метра — 150 миллиметрам.

Уменьшать или увеличивать толщину монолитного перекрытия, можно с учетом эксплуатационной нагрузки на перекрытие. В строительстве частного объекта, где нагрузки небольшие, можно уменьшать установленную толщину не более чем на 10-15 процентов.

Преимущества монолитного строительства

Монолитная технология возведения зданий из бетона позволяет:

  • Строить здания сложных архитектурных форм, в том числе криволинейных. Монолитное строительство активно ведется в Москве, Санкт-Петербурге, Самаре, Томске.
  • Создавать проекты с высокими потолками и большими пролетами.
  • Получать поверхности без швов и стыков, ослабляющих прочность строительной конструкции.
  • Возводить здания любой этажности.

Недостатком является возможность ведения строительства без применения дополнительных средств только при положительных температурах.

Состав компонентов бетона

Бетон M 250-M 400 считается наиболее приемлемым по всем технико-эксплуатационным показателям в строительстве конструкций любого назначения. Качество затвердевшего раствора зависит от множества факторов, в том числе и от прочности, которая имеет зависимость от соотношения В/Ц (вода — цемент) и качества портландцемента. Цифровая маркировка цемента — это гарантированный предел прочности бетона на сжатие.

Соотношение компонентов раствора

Точные пропорции раствора (портландцемент — песок – щебень) для марки M 300 выглядят так: 1 : 1,9 : 3,7. Чем выше марка, тем меньше в раствор добавляют песка, и больше щебня по отношению к цементу. Соотношение В/Ц соблюдается в пределах 0,7-0,74. При проведении расчетов соотношений компонентов рабочей смеси принимают во внимание:

  1. Фракцию щебня, крупность песка;
  2. Материал заполнителя (известняк, керамзит, гранит);
  3. Объем добавляемой воды;
  4. В зависимости от требуемых характеристик раствора (модуль упругости, плотность, морозоустойчивость, сопротивление деформациям) состав компонентов может изменяться.

Для растворов марки M 250-M 400 гранулометрический размер зерен щебня составляет 5-20 мм. Фракция песка – крупный, очищенный или речной. Раствор готовится в бетономешалке или вручную в подходящей по объему емкости. В таблице указаны зависимости марок и классов бетона.

Марка, прочность на сжатие Класс, прочность на сжатие Марка по классу, прочность на сжатие
Любые бетоны, кроме легких Отличие от марки Ячеистые бетоны Отличие от марки
M 15 B 1 14,47 -3,5
M 25 B 1,5 21,7 -13,2
M 25 B 2 28,94 15,7
M 35 B 2,5 32,74 -6,5 36,17 3,3
M 50 B 3,5 45,84 -8,1 50,64 1,3
M 75 B 5 65,48 -12,7 72,34 -3,5
M 100 B 7,5 98,23 -1,8 108,51 8,5
M 150 B 10 130,97 -12,7 144,68 -3,55
M 150 B 12,5 163,71 9,1 180,85
M 200 B 15 196,45 -1,8 217,02
M 250 B 20 261,93 4,8
M 300 B 22,5 294,68 -1,8
M 300 B 25 327,42 9,1
M 350 B 25 327,42 -6,45
M 350 B 27,5 360,18 2,9
M 400 B 30 392,9 -1,8
M 450 B 35 458,39 1,9
M 500 B 40 523,87 4,8
MS00 В 589,35 1,8
M 700 B 20 654,84 -6,45
M 700 B 21 720,32 2,9
M 800 B 22 785,81 -1,8

Сферы применения

Рекомендуемые пропорции составляющих раствора и области применения разных марок:

  1. Марка стройматериала M100 и класс В7,5 требует выдерживания пропорций 1 : 5,8 : 8,1 (цемент – песок — наполнитель). Используется для монолитных фундаментов, в строительстве дорог;
  2. M150 класса В12,5: пропорции компонентов 1 : 4,5 : 6,6. Строительство монолитных конструкций, стяжка пола, дорожное покрытие с невысокой нагрузкой;
  3. M200, класс В15: соотношение материалов 1 : 3,5 : 5,6. Заливка стяжек, отмосток, тротуаров, плитных перекрытий, свай, опорных элементов;
  4. Марка M250 В20 изготавливается по пропорциям 1 : 2,6 : 4,5. Возведение монолитных сооружений, перекрытий в малоэтажном строительстве, ограждений, дорожного полотна, лестничных пролетов;
  5. Бетон марки M300 с классом по прочности В22,5 готовится по пропорциям 1 : 2,4 : 4,3. Из него сооружаются все объекты, перечисленные для марки M 250, а также любые перекрытия, несущие стены в высотных зданиях, и любые фундаменты;
  6. M350 класс В25 имеет пропорции 1 : 2 : 4, из него строятся любые типы фундаментов, колонны, заливаются дорожные покрытия;
  7. Марка M400 с классом прочности В30 приготавливается с соотношением компонентов 1 : 1,6 : 3,2. Этот стройматериал используется для строительства мостов, тоннелей, дамб, объектов высокой прочности и стратегического назначения. Для строительства частных объектов не применяется;
  8. Раствор марки M450 класса В35 имеет соотношение материалов 1 : 1,4 : 2,9. Область применения – как и для марки M 400, но при более высоком коэффициенте водостойкости используется также для строительства гидротехнических объектов.
Читайте также:  Как правильно укладывать плиты перекрытия на стены?

Нюансы монолитного строительства

Все основные требования к процессу создания монолитных конструкций из железобетона – в том числе и перекрытий, изложены в своде правил 52*103*2007.

На заметку: Эти правила относятся только к конструкциям из тяжёлого бетона, заливаемым без предварительного напряжения арматуры.

Возведение монолитного каркаса здания

  • При проектировании любого здания выбирается КС (конструктивная система), в которой все несущие элементы увязываются так, чтобы обеспечить строению максимальную устойчивость и прочность.
  • Определяющим фактором здесь является применяемый массово строительный материал: дерево, металл, сборный или монолитный железобетон. Так как темой данной публикации является монолит, именно о нём и будем вести речь.
  • Монолитное перекрытие может устраиваться и по сборным ЖБ стенам, и по каменной кладке. Тут многое зависит от типа конструктивной системы, и основные из них представлены ниже:
    1. Колонная система, где основным несущим элементом являются колонны;
    2. Стеновая система, где все нагрузки воспринимают стены;
    3. Смешанная, где нагрузки распределяются между колоннами и стенами.

Варианты конструктивных систем

На заметку: При строительстве многоэтажных зданий, перекрытия для нижних этажей нередко проектируют в одной системе, а для верхних – в другой.

Какими бывают перекрытия в монолите

Монолитные перекрытия могут быть:

  • Плоскими. Их обычно проектируют для зданий с пролётами между колоннами или стенами менее 8 метров. Это обычный, наиболее часто применяемый, вариант для гражданского строительства;

Плоские перекрытия в строящейся жилой многоэтажке

  • Ребристыми. Применяют при пролётах до 12 метров, чаще в промышленном строительстве.

Ребристое перекрытие в административном здании

  • Кессонными. Их рекомендуется устраивать в помещениях зального типа – как производственных, так и жилых. За счёт углублений в перекрытии улучшается акустика помещений, и появляются широкие возможности для дизайна потолка.

Перекрытие кессонного типа

  • Пустотными. Применяют там, где необходимо максимально снизить вес конструкции. Чаще всего это перекрытия большой площади в одноэтажных зданиях.

Вариант монолитного пустотного перекрытия

Необходимую конфигурацию перекрытие принимает за счёт использования при заливке специальных форм:

Общие требования к плитам

Главными параметрами, от которых зависит прочность и надёжность заливаемого перекрытия, являются:

  1. Габариты в поперечном сечении – а именно, толщина плиты;
  2. Класс применяемого бетона, который определяет его прочность на сжатие;
  3. Содержание в плите продольной арматуры, количество которой определяется, исходя из длины пролётов и предполагаемых нагрузок на перекрытие.

Стандартная плита со сплошным сечением обычно имеет толщину не менее 160, но не более 250 мм. Бетон для заливки должен применяться класса В20, не ниже. Толщина всех прочих плит варьируется от 250 до 500 мм, с применением бетона класса В25.

Пустотные блоки в качестве вкладыша

Армирование

Согласно правилам, плоские плиты армируются:

  1. Продольно, в два ряда — вдоль верхней и нижней плоскостей;
  2. Поперечно, с распределением арматуры по всей площади и усиления в местах опирания плиты на стены или колонны;
  3. На участках в концах плит должна устанавливаться арматура в виде П-образных хомутов, позволяющих произвести анкеровку концов продольных стержней.
Нюансы монолитного строительства

Более подробно об армировании монолитных плит вы можете узнать из пособия по проектированию, изданным НИИЖБ в 2007г. В нём подробно излагается информация по сортаменту применяемой арматуры, её расчёту, выполнению соединений, гибке, анкеровке.

Армирование и заливка бетоном

После того как плита сформирована, можно укладывать арматурную сетку. Для небольших помещений ее несложно связать самостоятельно. Прутья кладутся по длине, без промежутков. Точки пересечения прутьев, уложенных в виде сетки, связываются проволокой или крепятся с помощью сварки. Для жилого дома при толщине плиты 200 мм шаг арматуры в плите перекрытия должен быть 200 на 200. При использовании сварочного аппарата стержни брать лучше потолще, так как в процессе сваривания часть металла плавится, что может уменьшить несущие способности изделия. Вязку сетки необходимо производить специальным крючком, но здесь нужна определенная сноровка.

Поэтому при строительстве частных домов это делают с помощью пассатижей. Готовые сетки укладываются внахлест и тоже обвязываются проволокой. Иногда для большей прочности кладется еще одна металлическая решетка, но в этом случае их должен разделять слой бетонного раствора. Для приготовления раствора вручную нужно взять три части песка, пять частей гравия или щебня и 20% воды. Плиту нужно заливать быстро, поэтому здесь понадобятся помощники.

Вначале соединяются все сухие компоненты, потом наливается вода. Для перемешивания раствора выгоднее использовать бетономешалку. При заливке используется вибратор, но если его нет, можно применить молоток, которым в процессе заливки равномерно постукивать по сетке и по опалубке. Чтобы не образовывались трещины, надо регулярно по поверхности бетона разбрызгивать воду. Плита будет готова через месяц. Для проверки высыхания надо положить кусок рубероида и оставить на сутки. Если под ним будет сухо, значит, перекрытие готово для эксплуатации.

Приготовление раствора

Схема определения пластичности бетонного раствора.

Бетон изготавливают по следующей схеме:

  • во включенную бетономешалку вливают часть воды и засыпают цемент;
  • смесь перемешивается до получения болтушки;
  • в полученную болтушку постепенно всыпается песок;
  • смесь тщательно перемешивается;
  • когда смесь превратилась в раствор, в бетономешалку добавляют остаток щебня и воды;
  • смесь перемешивается до однородного состояния.

Количество воды необходимо высчитывать правильно, так как излишек и недостаток ее в растворе ухудшает качество смеси и качество укладки. Строители высчитали, что при изготовлении смеси вода должна составлять 50% от веса цемента.

Основные характеристики, пропорции и область применения бетонов.

Пропорции марки бетонов означают: цемент, песок, щебень.

М100 класс В7,5 (1:5,8:8,1) – используется для подготовительных работ по изготовлению монолитных плит и фундамента, при строительстве дорог.

М150 класс В12,5 (1:4,5:6,6) – используют для проведения подготовки перед заливкой монолитного фундамента. Применяют для стяжки пола и фундаментов в небольших строениях, для бетонирования садовых дорожек, при дорожном строительстве.

М200 класс В15 (1:3,5:5,6) – применяют для изготовления стяжки пола, фундамента, отмосток, дорожек. Из него выполняют ленточные, плитные, свайно-ростверковые фундаменты, изготавливают лестницы, подпорные стены, плиты для строительства дорог.

М250 класс В20 (1:2,6:4,5) – применяется для изготовления монолитного фундамента, отмосток, площадок, дорожек, заборов, лестниц, подпорных стен, ненагружаемых плит перекрытия.

М300 класс В22,5 (1:2,4:4,3) – используют для выполнения монолитных фундаментов, плит перекрытий, отмосток, дорожек, заборов, лестниц, подпорных стен и монолитных стен зданий повышенной этажности.

М350 класс В25 (1:2:4) – один из основных бетонов, который используется для изготовления ленточных, плитных, свайно-ростверковых фундаментов и свайно-ростверковых железобетонных конструкций, плит перекрытия, колонн, балок, ригелей, монолитных стен, бассейнов, аэродромных дорожных плит ПАГ и других железобетонных конструкций, предназначенных для использования их при экстремальных нагрузках.

М400 класс В30 (1:1,6:3,2) – применяется для строительства мостовых конструкций, гидротехнических сооружений, банковских хранилищ, железобетонных конструкций и железобетонных изделий повышенной прочности, в частном строительстве не применяется.

М450 класс В35 (1:1,4:2,9) – применяется в строительстве метро, плотин, дамб, мостовых конструкций, специальных железобетонных конструкций, банковских хранилищ. Практически не имеет применения в частном строительстве.

Преимущества и недостатки такого вида перекрытия

Из плюсов:

  • Несущая функция в разы выше по качеству, чем при использовании балок.
  • Свобода в планировании здания, как в плане соотношения сторон, так и в плане формы здания.
  • Прочный тип перекрытия хорошо подходит к специфике газобетонов.

Из минусов:

  • Занимает много времени как сама работа, так и процесс сушки.
  • Нужно специальное оборудование, техническое оснащение.
  • Необходим точный расчет нагрузки для определения параметров монолитной плиты.
  • Стоимость проекта будет значительно выше, чем при использовании дерева.

Нюансы:

  • Для укрепления верхней части стен, чтобы компенсировать нагрузку от плиты, выкладывают армирующий пояс, непрерывную конструкцию по всему контуру здания.
  • Чтобы проверить бетон на высыхание, нужно положить сверху кусок рубероида и через несколько часов проверить. Если материал с внутренний части увлажнился и имеет конденсат, то монолит ещё не готов, а если сухой, то отвердение прошло полностью и успешно.

Ознакомившись со всеми нюансами сооружения межэтажной монолитной плиты для газобетонного дома, вы можете выбрать взвешенно подойти к выбору способа перекрытия, взвесив все за и против, прикинув свои возможности по времени и бюджету.

Определение нагрузки

В процессе строительства, а впоследствии при эксплуатации на балку воздействую различные виды нагрузок. При расчете нас интересуют, прежде всего, динамические и статистические нагрузки, возникающие вследствие передвижения или давления сил временного характера, вызванного перемещением людей, транспорта, работы механизмов и постоянные составляющие, обусловленные массой строительных элементов. При проведении расчета, для получения необходимого запаса прочности, можно пренебречь разницей между данными видами нагрузок.

По характеру нагрузки дифференцируются на:

  • распределенные хаотически и неравномерно;
  • точечные;
  • равнораспределенные.

При расчете плиты перекрытия достаточно ориентироваться на равномерные нагрузки. Для сосредоточенной нагрузки усилия измеряются в ньютонах, килограммах (кг), либо килограммсилах (кгс).

В случае с равным распределением актуально апеллировать данными о нагрузке, воздействующей на метр. Для жилых домов параметр равнораспределенной нагрузки составляет в среднем 400 Н/м2. При толщине плиты в 10 см ее масса создаст нагрузку около 250 кг/м2, а с учетом стяжки или использовании керамической плитки она может возрасти до 350 кг/м2. Таким образом, нагрузка рассчитывается с коэффициентом запаса в 20%, составляя:

Читайте также:  Как сделать стену под бетон в интерьере самостоятельно

Q = (400+250+100)*1.2 = 900 Н/м

Данная величина нагрузочной способности обеспечит прочность при различных вариациях статических и динамических нагрузок. При наличии лестниц или бетонных маршей опирающихся на плиту перекрытия, необходимо брать в расчет их массу и не упускать из виду динамическую нагрузку во время эксплуатации. Проектировка загородных домов должна предусматривать инсталляцию крупных объектов на плите, например, каминов, масса которых может варьироваться от 1 до 3 тонн. Для обеспечения прочности в таких случаях используется местное усиление – армирование или предусматривается отдельная балка.

Основные нюансы работы

Также при работе необходимо учитывать основные свойства арматурной сетки.

  • Материал бетон легко подвержен деформации и разрывам. Для его устранения применяют укрепление основания путем армирования.

Таким образом, достигается высокая прочность в углах, пересечениях и сгибах цоколя.

Снижается вероятность возникновения разрывов.

  • Чтобы основание имело повышенный уровень крепости на срезах, рекомендуется проводить процедуру вертикального его укрепления.
  1. металлические прутья имеет функцию поддерживающих основание стоек
  2. шаг установки вертикальной арматуры – не менее 50 см
  • Чтобы сетка не портилась и не разрушалась под воздействием окружающей среды, необходимо провести процедуру ее укрепления.

Для этого материал погружается в раствор бетона.

Нижняя часть вещества обрабатывается бетоном на 70 см, верхняя – на 6 см.

  • При проведении процедур можно использовать несколько слоев материала. Для его укрепления применяют не менее 3-4 прутьев на каждом слое.
  • Для достижения эффективного результата используются материалы с международной маркировкой А-Ш.
  • Количество материала обычно измеряется в тоннах. Для его расчета необходимо предварительно произвести замеры по необходимой толщине и длине сырья. Арматура для основания
  • Расчёт арматуры для ленточного фундамента производится с учетом особенностей грунта, несущей конструкции здания и степени нагрузки и давления на основание.
  • При работе используются 2 вида сырья:

В каждом конкретном расчёте есть ряд ключевых значений, описанных в пособии к СНиП :

Последнее должно относиться к разряду исключений, но на практике так строится чуть ли не половина объектов ИЖС. Проблема в том, что без исчерпывающих проектных данных вы не имеете возможности точно установить вес здания, определить по нему достаточную площадь и глубину залегания, соответствующие опорной способности грунта, затем по нормативным пропорциям рассчитать линейные характеристики фундамента, а из них вывести оптимальные методы укрепления его структуры, адекватные расчётной нагрузке.

Рубка плит

В случае, когда возникает необходимость укоротить железобетонные изделия, производится их рубка. Технология подразумевает последовательность операций:

  • точка рубки фиксируется на бруске таким образом, чтобы часть подлежащая отделению располагалась навесу;
  • для ровного шва контур разделения отмечается и пропиливается при помощи углошлифовальной машины;
  • бетон, расположенный над пустотами ломается с использованием ударных инструментов;
  • разрушаются перегородки в плите;
  • арматура распиливается с помощью специнструмента и постепенно отделяется от ненужной части.

Плиты марок ПТ и ПК не допускается разрезать вдоль по длине по причине конструктивных особенностей. Поскольку в местах установки и концентрации силы располагается усиленное армирование изделий, их рубка вдоль может повлечь за собой значительное снижение нагрузочной способности и вызвать последующее разрушение. Разделять плиты по длине рекомендовано по месту ослабленного сечения – вдоль отверстия. Такой вариант рубки приемлем для изделий типа ПК, однако ввиду малого значения ширины стенок между отверстиями не рекомендован для плит марки ПБ.

В ряде случаев при реализации строительства по индивидуальным планам застройки в плите может понадобиться прорубить отверстие квадратной, прямоугольной или круглой формы. Его назначением может стать люк или, например, переход по лестнице с нижнего этажа на верхний. Учитывая разнообразие форм и конструкций малогабаритных винтовых лестниц, размеры таких окон в плитах могут быть довольно невелики. Длинная сторона такого выреза, как правило, может достигать размера 1400 мм. При этом используются те же инструменты и правила для вырубки отверстия, позволяя сохранить несущую прочность и надежность конструкции.

Максимальному риску потери несущей прочности при рубке подвержены железобетонные плиты большой длины, которая превышает 4780 мм при толщине 220 мм. Также нежелательно резать и рубить ЖБИ, конструкция которых предусматривает наличие анкеров, расположенных в торцевой части изделий.

Резка и рубка плит является длительным с точки зрения затрат времени и трудоемким процессом, в котором понадобится углошлифовальная машинка и диски для резки бетона, ударный инструмент в виде кувалды и даже автоген, с помощью которого можно будет устранять попадающуюся на пути реза арматуру.