Фундамент из шлака – специфика и выбор материала, устройство подземной части
Использование шлака при устройстве фундамента обусловлено экономией материальных средств. Но необходимо помнить, что подобная конструкция, в силу своих особенностей, может не оправдать надежд. В итоге, затраты на восстановление дома значительно превысят сумму, необходимую на возведение качественного фундамента. Специалисты не рекомендуют применять шлак при строительстве подземной части жилых строений. К подобному способу допускается прибегать в крайнем случае или при сооружении малозначимых объектов, таких как сараи, гаражи, летние кухни и другие хозяйственные постройки. Хотя не следует игнорировать тот факт, что многие владельцы домов, возведенных на шлаке в период всеобщего дефицита лет 20-25 назад, утверждают, что с проблемами за эти годы они не сталкивались.
Специфика материала
Предугадать, какая прочность будет у фундамента из шлака, довольно сложно, так как пропорции компонентов, находящихся в отходах металлургических предприятий, никто в точности не определяет. В одной привезенной партии сыпучего материала может присутствовать неоднородность, связанная с неравным количеством остатков металлической и цементной крошки, либо других вкраплений. Данный факт влияет на то, что в одинаковых условиях эксплуатации, и даже под одним домом, возведенный фундамент может вести себя совершенно по-разному.
Кроме того, в нормативах нет описания алгоритма расчета шлакового фундамента, а также четкой технологии его укладки. Мастера руководствуются собственным опытом или подсказками приятелей. Но это далеко не всегда приводит к положительным результатам.
Шлак от воздействия с водой способен разрушаться, поэтому его не следует использовать на участке застройки с высоким уровнем подземных вод. По той же причине фундамент, возведенный на сухом грунте, требует усиленной гидроизоляции, но уже для защиты от дождевых и талых вод. Кроме того, следует заранее позаботиться и о дренажной системе, отводящей влагу от подземной конструкции во избежание образования застойных процессов.
Несущая способность фундамента из шлака имеет недостаточный показатель, требующийся для удержания капитальных домов, хотя известно немало случаев его удачного возведения под дачными и относительно легкими жилыми строениями.
Использовать шлак при устройстве фундаментов категорически не допускается в сейсмически активных регионах. Не стоит даже сомневаться в том, что подземная конструкция не выдержит толчкообразных подвижек грунта и разрушится. Для территорий, входящих в зону риска из-за возможных землетрясений, предусматриваются специфические конструктивные схемы строительства.
Какой шлак выбрать
Для устройства фундаментов подходят единичные виды шлаков. Их свойства определяются в зависимости от нескольких составляющих, основными из которых являются:
- химический состав;
- режим охлаждения;
- первичность обработки;
- величина зерен.
Шлаки образуются в процессе выплавки черных или цветных металлов, в результате сжигания топлива на теплоэлектроцентралях, при производстве удобрений, в частности фосфорных, и т.д. От специфики производства, на котором был получен материал, складывается его химический состав и пропорции составляющих. Фундаменты закладывают из тяжелого отвального шлака, сформированного на металлургических или сталелитейных заводах.
Производственные отходы, образующиеся на ТЭЦ или предприятиях химической промышленности, использовать не допускается.
О примерном составе шлака можно судить по его цвету. Например, серый оттенок показывает наличие цемента, зеленоватый или черный получается в процессе плавки цветных металлов, а голубоватый указывает на факт присутствия марганцевых вкраплений. Внешняя оценка шлака производится, также, по размеру зерен и количеству крупных кусков. Структура материала должна быть рассыпчатой, а фракция – составлять менее 5мм. При поливке водой, мелкие частички содействуют лучшей трамбовке шлака, что уменьшает пористость будущей конструкции фундаментной глыбы.
Шлак с примесью цемента, подвергшийся повторной обработке, теряет возможность схватывания и застывания в связи с максимальной потерей вяжущего компонента. По этой причине, монолита из него никогда не получится. В идеале, в шлаке должно находиться около трети цементной пыли, что важно для правильного затвердения утрамбованной массы.
При устройстве фундаментов рекомендуется использовать горячий шлак, точнее теплый, но еще дымящийся. Именно из такого материала получаются конструкции, обладающие хорошей несущей способностью. «Свежий» шлак обладает рассыпчатой структурой без присутствия комков, что является лучшим решением.
При необходимости хранения шлака на открытом воздухе необходимо помнить о том, что под влиянием дождя или высокой влажности материал начинает затвердевать. Верхняя корка может оказаться довольно прочной, и для ее раздробления потребуется приложить немалую силу, чтобы освободить часть пригодного для использования материала. Поэтому привезенный и ссыпанный до поры до времени шлак следует до начала рабочего процесса оградить от воздействия влаги.
Устройство шлакового фундамента
Исходя из вышесказанного, можно отметить, что:
- на шлаковом фундаменте не стоит возводить тяжеловесные строения;
- структура затвердевшего шлака по периметру ленты может быть неоднородной;
- материал нельзя подвергать замачиванию до начала проведения работ;
- подобрать качественные отходы металлургического производства, надеясь на внешние признаки, достаточно сложно;
- готовая конструкция боится воды, поэтому требует хорошей гидроизоляции.
Все эти факторы следует учитывать при возведении шлакового фундамента. Но прежде всего, необходимо выполнить подготовительные работы, заключающиеся в очистке участка от посторонних предметов, снятии плодородного слоя и перемещении его в иное место, выполнении разметки, а также выкапывании траншеи. Для опалубки потребуется запастись цельными досками и гвоздями, а для выведения коммуникаций – обрезками труб.
Глубину закладки фундаментной ленты принимают в зависимости от показателя промерзания грунта. А траншею выкапывают с учетом устройства щебеночной подушки толщиной 30см. Для обеспечения лучшей устойчивости подземной конструкции, ее укладывают с обязательным уплотнением дна выемки и послойной трамбовкой щебня.
Снизить риск разрушения фундамента из-за подвижек грунта поможет его заглубление минимум на 1,2м. Высота траншеи, в этом случае, составит не менее 1,5м.
Опалубочный короб сбивается из расчета того, что ширина шлакового фундамента должна составить не менее 60см. При этом следует учитывать необходимость возвышения щитов над уровнем земли минимум на 25см. Для упрочнения конструкции, на короб устанавливаются внутренние и наружные распорки, а в местах выхода коммуникаций – монтируются куски труб.
Важным моментом является правильное определение положения металлических кожухов в деревянном коробе относительно канализационных и водопроводных выпусков. Несоблюдение данного условия приведет впоследствии к необходимости пробивки фундаментной ленты, что для шлакового монолита не допустимо.
В нижней части фундамента рекомендуется уложить вязаную арматурную сетку. Она позволит основанию стать единым целым и поможет равномернее распределить нагрузки. Для ее изготовления используют арматурные стержни с переменным сечением, обработанные противокоррозионным составом во избежание появления процессов ржавления металла. В теле шлакового фундамента каркас не устанавливается с целью улучшения трамбовки сыпучего материала.
Формирование ленты
Наиболее ответственным этапом при возведении фундамента является правильная засыпка шлака в траншею и тщательная трамбовка уложенных слоев.
- Первое условие – толщина нижних и средних пластов должна составлять 20-25см, а верхние допускается увеличивать на 5см.
- Второе условие – обильная проливка водой или цементным молочком каждого слоя. Жидкость выбирается в зависимости от содержания в шлаке вяжущих компонентов.
- Третье условие – добросовестная трамбовка всех без исключения слоев.
- Четвертое условие – устройство верхнего армированного пояса, обеспечивающего прочную стыковку подземной и наземной частей строения.
Пропитывание шлака водой гарантирует лучшее качество трамбовки, способствующей уплотнению пористой структуры материала. В результате происходит довольно прочное сцепление частиц. Некоторые мастера предлагают в случае малого содержания цемента в шлаке подсыпать вяжущий компонент непосредственно в траншею, вперемешку с отходами металлургического производства. Другие советуют вместо воды использовать цементное молочко. Наверняка оба способа имеют право на существование.
После укладки и утрамбовки каждого слоя делают перерыв около часа для того, чтобы начался процесс схватывания цемента. Затем приступают к засыпке следующего пласта.
Не дожидаясь схватывания последнего слоя шлака, на него укладывают арматурную сетку с заглублением нижних стержней в засыпанный фундамент. После этого конструкцию оставляют примерно на 12-16 часов. На последнем этапе выполняют верхний бетонный пояс толщиной не менее 20-30см. Для этого бетонную смесь заливают в опалубку до проектной отметки с обязательной утрамбовкой.
Устройство защиты
По окончании процесса отверждения подземной конструкции приступают к ее гидроизоляции. Следует понимать, что от качества защиты будет зависеть долговечность и надежность шлакового фундамента. Он обладает пористой структурой и быстро насыщается влагой, поэтому к изоляционным работам необходимо подойти ответственно.
Для аккуратного снятия опалубки и получения свободного доступа к поверхности конструкции, требуется освободить территорию по ее периметру. Это делается в том случае, когда откосы слишком близко располагаются к фундаменту. Если места достаточно, можно данный подготовительный этап пропустить.
Гидроизоляцию рекомендуется выполнять из двух слоев:
- штукатурки – помогает компенсировать пористость поверхностей, заделывает микротрещины и закрывает раковины;
- жидкой резины – создает непроницаемый, водоотталкивающий слой, равномерно распределяясь посредством напыления.
Без дополнительной защиты штукатурка не сможет гарантировать полную водонепроницаемость, так как обладает способностью к растрескиванию.
Кроме вертикальной защиты следует предусматривать два горизонтальных слоя гидроизоляции. Первый из них выполняется до засыпки шлака, а второй укладывается между верхним бетонным поясом и стеной. Для их устройства в обоих случаях используются рулонные материалы, надежность укладки которых обеспечивает битумная мастика. Необходимо помнить, что стыковка вертикальной и горизонтальной гидроизоляции должна быть герметичной.
После возведения фундаментной части не следует сразу же нагружать ее наземной надстройкой. Оптимальный срок «отдыха» конструкции составляет не менее полугода.
Источник
Шлак+Цемент+Умелые руки=Дачный дом
Дачный дом начинается с фундамента
Перво-наперво пришлось выкопать траншею под фундамент. Грунт был глиняный, и размеры траншеи оказались небольшими: 50 см шириной и 50 см в глубину.
Фундамент решил сделать ленточный заливной из кирпичных обломков размером до 7 см (заметим, что кирпичный щебень должен быть чистым, без пыли и мелкой крошки). Весь дачный дом строился на чистой воде.
На дно траншеи ровным слоем насыпал речной песок (толщина слоя 15— 20 мм). На песок уложил половинки кирпича с зазорами 3—5 мм, а сверху насыпал заготовленный кирпичный щебень слоем толщиной 10 см (рис. 2).
В продолговатом ящике приготовил сухую смесь цемента и песка в соотношении 1 :5 (по объему). Перед приготовлением раствора цемент и песок всегда тщательно перемешивал в сухом виде до образования однородной смеси.
Так как песок и цемент в растворе быстро оседают, заливку фундамента производил из ведра. То есть сначала в ведро насыпал сухой раствор (1/2 ведра), а на краю траншеи, размешивая смесь, добавлял в ведро воду до верха. Приготовив раствор, сразу целиком ведро выливал на щебень. При этом весь раствор должен пройти сквозь щебень. Если сверху образуется горка из раствора — значит, раствор густой. Заливать раствор из ведра нужно не в одно место, а по периметру всего фундамента через 30—40 см для обеспечения равномерности заливки. После полной заливки первого слоя хорошо бы посредине траншеи по всему периметру положить хоть бы одну нитку толстой проволоки. Я сам в качестве арматуры положил тонкие трубы от отопления.
Весь фундамент хорошо бы залить вровень с землей за один день. При заполнении раствором траншеи я уложил его в три слоя. В верхнем слое в 5—10 см от поверхности предусмотрел еще одно армирование. Не забудьте, конечно, проверить «горизонтальность» фундамента по уровню, ватерпасу и т. д.
С наружной стороны дома двумя целыми кирпичами сделал напуск, тем самым на 10 см расширяя фундамент. То есть теперь его ширина стала 60 см, а высота фундамента увеличивается на 2 толщины кирпича. Теперь с внутренней стороны фундамента укрепим доску опалубки и заполним промежуток между кирпичами напуска и опалубкой шлакопесчаноцементным бетоном. Компоненты бетона (шлак, песок, цемент) взяты в соотношении 6:1:1. Дозировать компоненты раствора рекомендую ведрами.
Вначале следует хорошо размешать цемент с песком, а затем уже эту смесь перемешать со шлаком. Вода в бетон добавляется в зависимости от влажности песка и шлака, но учтите, что раствор (последнее не забудьте сделать!) не должен быть жидким и его можно было бы трамбовать.
Залив бетон в опалубку фундамента вровень с верхним кирпичом напуска, сверху делаем ровную стяжку из цементного раствора толщиной 10—15 мм. При приготовлении раствора для стяжки на 1 часть цемента берется 4— 5 частей песка.
Через 2—3 дня можно укладывать сверху стяжки гидроизоляцию, например, из рубероида (желательно одной непрерывной лентой без разрывов). Если придется-таки стыковать концы, делать это нужно внахлест, чтобы концы рубероида накладывались друг на друга не менее чем на 50—60 см. Лучшая гидроизоляция получается из рубероида или толя, уложенных на горячий битум, то есть на бетонную стяжку наносится слой разогретого битума, а на битум укладывается рубероид. Надежнее, конечно, на первый слой рубероида с помощью того же битума наклеить еще один. Боковины рубероида обязательно должны свисать со сторон фундамента не менее чем 5 см.
Цоколь
Итак, фундамент закончен. Теперь на очереди цокольная часть (рис. 3). Как и надземную часть фундамента, наружную сторону цоколя делаем с кирпичной облицовкой, которую можно сложить из неровных половинок, конечно, укладывая их неровностями внутрь, что улучшит их скрепление с бетоном. Высоту цоколя обычно делают 60—75 см.
Отметим, что чем выше цоколь, тем лучше будет проветриваться подполье. Конечно, прежде чем начать сооружение цоколя, необходимо уложить на гидроизоляцию фундамента цементную стяжку толщиной 5—10 см. В цоколе обязательно предусмотрите окна для проветривания подполья. Во время бетонирования в окнах можно закрепить сетки (проволочную или сделанную из арматуры). Наверху цоколя, как и на фундаменте, делается цементная стяжка, умелыми руками укладывается гидроизоляция и снова цементная стяжка, которая тщательно выравнивается мастерком. Состав шлакобетона для цоколя тот же, что и для верхней части фундамента.
Стены
Прежде всего для будущих стен необходимо соорудить опалубку из деревянных щитов высотой 40—45 см (рис. 4). Стойки, крепящие щиты, лучше врыть в землю. Расстояние между стойками, естественно, зависит от толщины досок в щитах опалубки и от ширины стен (не забудьте 5 см на зазор). Главное требование к опалубке, чтобы при трамбовке ее доски не выгибались, что выяснится при первой же трамбовке совместно с засыпкой.
Стойки сверху сбиваются планками, но можно скрепить и щиты. Бока фиксируются при помощи клиньев, вбиваемых между щитами и стойками в зазор, который также необходим для более удобного снятия и установки щитов на другое место.
Как правило, стены домов обычно делаются из монолитного бетона, но из-за нехватки цемента автор решился на эксперимент и соорудил стены из шлакоцементного бетона не сплошными, а с каналами.
Но лучше вообще-то дачные дома из шлакоизвестковоцементного бетона. Известь не дает отсыревать стенам, и они будут теплее. Если извести мало, можно ограничиться известковым бетоном от гидроизоляции до окон. В принципе шлакоизвестковоцементный бетон можно составить из компонентов, взятых в соотношении 10:1:1 (по объему).
Гашеную известь следует процедить сквозь металлическую мелкую сетку, чтобы не было комков, и разбавить водой, чтобы лучше размешивался состав бетона. Воду удобнее добавлять лейкой понемногу.
Но вернемся к стенам. Автор бетонировал дачный дом с помощью всего двух щитов, так что много материала для опалубки не потребовалось, да и работать с такими щитами легко. После установки опалубки (щитов) вначале бетон расстилается сплошным слоем толщиной 10—12 см по цементной стяжке и утрамбовывается. Затем на этот слой на расстоянии 10—15 см от щита ставится кусок фанеры или толстой негнущейся жести высотой 35—40 см, длиной 50 см (рис. 5). Промежуток между щитом и фанерой осторожно заполняется бетоном. Слой должен быть такой высоты, чтобы, аккуратно уплотненный, он не разрушился, если убрать фанеру. Можно свободное пространство между фанерой и щитом заполнить засыпкой, а затем, осторожно вынув фанеру, операцию повторить у противоположного щита, но засыпку уже делать вровень со слоем уже уложенного бетона. Во время работы следите, чтобы засыпка не попадала в бетон.
В стенах через каждые 30—50 см делаются поперечные перегородки шириной 10—15 см. Совпадение перегородок не обязательно. Образующиеся квадратные пустоты засыпают мелким шлаком, желательно от некоксующихся углей, керамзитом.
Для образования пустот удобно использовать специальный фанерный ящик с немного скошенными стенками, чтобы ящик было легче вынуть из стены после заливки бетона (рис. 6).
На распорку в пространство между досками устанавливаются две половинки кирпичей (насухо), затем на них ставится опять распорка и целый кирпич. На него снова распорка, половинки кирпича и т.д.
Кирпичи вставляются в процессе бетонирования, причем укладываемый раствор прижимает их к доске, которая прибита к наружным сторонам досок дополнительной опалубки.
Низ подоконника делают, как цокольную часть дома.
Перекрытие оконных и дверного проемов осуществляют монолитными перемычками, для которых делается опалубка в виде ящика. На дно опалубки, чтобы из нее не вытекала вода, подстилается полиэтиленовая пленка, рубероид, пергамин. В перемычках необходимо уложить проволочную арматуру (5—6 штук), концы арматурин должны быть загнутыми и заходить на простенки не менее чем на 25—30 см.Высота перемычек 12—15 см. Бетон готовится на песке.
Карниз кладут с облицовкой из кирпичей, как цоколь.
Под потолочными балками — матицами выкладывается площадка из шлакопесчаноцементного бетона (6:1:1) толщиной 10—12 см (рис. 8). На балки кладется обвязка из бревен, в которые врубаются стропила.
Потолок
Сверху на потолочные балки прибивают брусья, а на них кладут сбитые из досок щиты. На щиты, в свою очередь, укладывают теплоизоляционный материал. Снизу к балкам прибивают листы фанеры, оргалита или другого материала.
Внутренняя ширина дома 4 м, площадь 27 м2. Отапливался дом варочной печью два раза в день в условиях московских морозов, на что требовалось 2 т угля антрацита на всю зиму.
Под полом можно сделать подполье.
У автора дом был без отмостки и не было никакой сырости.
Дом, сделанный умелыми руками, простоял около 20 лет и не приобрел ни одной трещины.
Источник