Можно ли делать подушку из шлака. Фундамент из шлака – специфика и выбор материала, устройство подземной части

Шлакобетонные смеси пользуются заслуженной популярностью не только в промышленном, но и в частном малоэтажном строительстве. Это обусловлено характеристиками данного материала. Шлаки, добавляемые в состав бетона, получают в качестве вторичного материала в металлургической промышленности.

Длительное время гранулированный материал считался просто отходами, но мировая практика доказала его целесообразность для применения в строительстве. Шлаковый бетон более легкий, нежели песчано-гравийный, отличается своей долговечностью, устойчивостью к колебаниям температуры, звукоизолирующими свойствами.

Наибольшей прочностью обладает именно металлургический материал в смеси с цементом. Также в качестве вяжущего агента могут выступать известь, гипс или даже глина. Активно используются две разновидности гранулированного шлака:

• с мелкими зернами (0,5-1,5 мм) – получается довольно тяжелый бетон высокой прочности с хорошей теплопроводностью;
• с крупными зернами (20-30 мм) – бетон более легкий, обеспечивает хорошую теплоизоляцию, но чуть менее долговечен.

Использовать разновидности крупнее 6 мм не рекомендуется, поскольку долговечность такого бетона будет неудовлетворительной. Более мелкие фракции предпочтительно заменить песком. для строительства должен быть максимально чистым, без примесей глины, почвы, органических элементов.

Учитывая свойства бетона с разной фракцией, для создания наружных стен часто смешивают крупные и мелкие зерна в пропорции 7:3 соответственно. Для внутренних перегородок можно взять на единицу больше мелкого шлака. Если вы хотите получить максимально прочную после застывания смесь, желательно полностью убрать фракцию 12 мм, а 20% самого мелкого шлака заменить песком.

Как приготовить шлакобетон

До начала приготовления смеси (примерно за несколько часов) необходимо увлажнить шлак водой, чтобы улучшить долговечность будущего бетона. Далее необходимо смешать компоненты в одной из указанных выше пропорций, хорошо перемешать. После добавления воды раствор следует вымесить до однородного состояния. Для получения средней марки бетона, можно использовать 4-5 частей шлака (фракционной смеси), 2 части цемента и 2 части песка.

Готовую массу желательно использовать в течение часа, максимальное время обработки – 1,5 часа. Более дешевым раствор можно сделать, смешав цемент с известью в соотношении 3:1. Стены дома могут быть возведены набивным методом (монолитная конструкция) или из приготовленных шлакобетонных блоков.

Планируя строительство любого сооружения, большинство застройщиков сталкиваются с проблемой дороговизны возведения фундамента. В зависимости от стоимость снования дома может колебаться от 15 до 30% от общей стоимости всей постройки. С целью уменьшения расходов на постройку фундамента многие застройщики пытаются найти оптимальный вариант, который позволит существенно сэкономить.

Так как шлаковое основание легко поддается разрушению от влаги, то обустраивая фундамент из этого материала следует позаботиться о качественной гидроизоляции, а также дренажной системе.

В действительности фундамент — это не та часть постройки, на которой следует экономить, так как впоследствии несоблюдение технологии возведения основания может привести к полному разрушению готовой постройки. Фундамент из шлака — это один из самых дешевых вариантов, однако стоит сначала рассмотреть все возможные риски, связанные с возведением такого основания.

Технология строительства фундамента из шлака

Фундаменты из шлака — это довольно специфичные конструкции, которые можно возводить только в областях, где уровень грунтовых вод крайне низок, так как готовое основание из этого материала склонно к пропитыванию водой. Даже сильные дожди могут запустить процесс разрушения, поэтому для улучшения параметров фундамента еще при его возведении необходимо позаботиться о его гидроизоляции и обустройстве дренажной системы, способной отвести всю влагу от фундамента, препятствуя ее застаиванию. В областях, где уровень грунтовых вод высок, лучше сразу отказаться от этой идеи, так как никакая гидроизоляция в этом случае не спасет: фундамент быстро покроется трещинами, что может привести к проседанию отдельных стен сооружения.

Помимо всего прочего, шлаковые фундаменты не рекомендуется возводить в областях даже с минимальной сейсмической активностью, так как сильные подвижки грунта приведут к его разрушению. Кроме того, есть еще одно «но» — несущая способность фундамента. Конечно, в строительной практике известны случаи удачного возведения относительно легких одноэтажных домов на фундаментах из шлака, но все же считается, что такие фундаменты более приемлемы при строительстве временных построек, то есть гаражей, сараев и т.д.

Обустройство такого варианта фундамента под жилой дом — не слишком удачное решение, так как шлак бывает разным и с разным количеством вкраплений цемента, поэтому у каждого отдельного фундамента, сделанного из шлака, разная несущая способность, которую самостоятельно определить очень сложно. Это значит, что изготовленное основания дома не обязательно сможет выдержать вес всей конструкции.

Кроме того, для того чтобы обеспечить достаточную прочность фундаменту, необходимо делать поверх конструкции монолитную бетонную ленту, которая будет связующим элементом между затвердевшим шлаком и строением. Иногда для этой цели можно использовать несколько рядов кирпичной кладки. Планируя строительство шлакового фундамента, необходимо разобраться с тем, какой именно материал потребуется.

Вернуться к оглавлению

Какой шлак можно использовать?

Далеко не всякий вид шлака подойдет для возведения фундамента. Для возведения фундамента можно использовать только тяжелый отвальный шлак, получаемый как продукт отхода на металлолитейных предприятиях. Как правило, хороший шлак имеет рассыпчатую или даже пыльную структуру. Чем больше пыли в шлаке, тем крепче будет фундамент, так как при заливке такого материала водой появляется возможность хорошо его утрамбовать, уменьшив тем самым пористость конечного монолитного фундаментного блока.

Шлак, полученный на сталелитейных предприятиях, имеет серый оттенок. Это говорит о наличии в нем частиц цемента. Очень важно найти шлак, который не подвергся повторной обработке. Материал, подвергшийся вторичной переработке, полностью теряет свои свойства к застыванию. Все дело в том, что во время вторичной переработки шлака получают цемент, то есть оставшиеся отходы после такой обработки будут почти полностью лишены вяжущего элемента, а значит, фундамент просто не застынет и не станет монолитным сооружением.

Идеальный шлак для фундамента должен содержать в своем составе не менее 30% частиц цемента для того, чтобы процесс застывания прошел успешно.

Кроме того, важно помнить, что шлак должен иметь максимально маленькую фракцию, поэтому перед засыпкой его необходимо просеять.

Отдельно стоит сказать о том, что для возведения фундамента нужно брать свежий шлак, который был получен совсем недавно. В народе такой шлак называется горячим, так как он на самом деле теплый и даже дымится. Только свежий отвальный шлак может затвердеть и приобрести несущую способность. Шлаки, которые получаются в процессе работы ТЭЦ и других подобных предприятий, для возведения фундамента использовать категорически нельзя. Как правило, только фундамент из отвального шлака обладает достаточной прочностью чтобы выдерживать вес постройки, поэтому любой другой вариант материала не подойдет. Отличительной чертой свежего отвального шлака является рассыпчатость.

Еще нужно помнить, что работы по засыпке шлака нужно проводить быстро и аккуратно, избегая попадания на сыпучий материал влаги до момента его фактической засыпки в . Все дело в том, что дождь или сильная влажность воздуха на улице может стать причиной отвердения шлака. Правильно подобрать тяжелый отвальный шлак на глаз довольно трудно, но все же нужно помнить, что от качества исходного материала будет зависеть прочность всей конструкции.

Сразу стоит отметить, что на фундаменте из этого материала нежелательно возводить сооружения, вес которых превышает 20 т, так как при засыпке такого вида основания невозможно исключить возможности наличия областей с плохо затвердевшей структурой. Как правило, области с плохо затвердевшей структурой способны выдерживать минимальные нагрузки и первыми подвергаются преждевременному разрушению.

Вернуться к оглавлению

Подготовка участка к обустройству фундамента из шлака

Итак, строительство фундамента из шлака начинается с подготовки места застройки. Прежде всего, нужно убрать с площадки весь мусор, снять верхний 10-ти см слой плодородной почвы и подготовить инструменты для рытья и обустройства траншеи под фундамент.

Для проведения подготовительных работ понадобятся следующие материалы и инструменты:

Необходимые материалы и инструменты: лопата, доски, гвозди и молоток.

1. Лопата.
2. Молоток.
3. Доски.
4. Гвозди.
5. Обрезки труб.

Глубина закладки фундамента из шлака должна составлять не менее 1,2 м. Это позволит значительно снизить риск деформации фундамента вследствие подвижек грунта. Глубина траншеи должна составлять не менее 1,5 м, так как также потребуется обустроить качественную подушку. Для формирования подушки используется мелкий щебень или речная галька.

Короб опалубки сбивается из цельных досок. Ширина между параллельными стенками должна составлять не менее 70 см. Короб опалубки должен возвышаться над уровнем почвы не менее чем на 25 см. Далее устанавливаются внутренние и внешние распорки, чтобы зафиксировать короб. Внутри короба нужно поместить обрезки труб, которые будут в дальнейшем служить выходами для коммуникаций. Это очень важный момент, так как нарушать целостность готового фундамента не рекомендуется.

Кроме того, на подготовительном этапе работ по обустройству фундамента из шлака нужно сделать арматурную сетку. Для изготовления сетки берется арматура с ребристой поверхностью. Оптимальный размер сечения составляет 12 мм.

Для вязки арматуры лучше всего использовать специальную вязальную проволоку. Арматурные стержни перед связкой в арматурную сетку необходимо тщательно обработать антикоррозийной мастикой, чтобы обезопасить от появления ржавчины.

После полной установки арматурной сетки можно приступать к засыпке и утрамбовке основного материала — шлака. При формировании арматурной сетки будущего фундамента очень важно проследить, чтобы ее крайние части располагались на 5-ти см отдалении от стенок короба опалубки.

В этом случае арматура будет надежно спрятана в недрах фундаментной плиты, изготовленной из шлака.

Вернуться к оглавлению

Работа над формированием монолитной ленты из шлака

Схема трамбовки шлака: а) ручная трамбовка; б) трамбовка с применением механики.

Засыпка шлака и его утрамбовка — это едва ли не самый ответственный момент в деле обустройства такого вида фундамента. Для того чтобы шлак застыл, превратившись в твердое основание, необходимо засыпать его слоями. Каждый слой нужно будет пролить большим количеством воды, чтобы обеспечить утрамбовку частиц и их сцепление .

Сначала засыпается слой шлака 25 см по всему периметру опалубки. Далее этот слой тщательно поливается водой. После этого нужно подождать примерно 1 ч, чтобы частицы цемента, содержащиеся в шлаке, начали схватываться. Затем засыпается следующие 25 см шлака, которые обильно поливаются водой и трамбуются. Следующие слои делаются по 30 см, поливаются водой и трамбуются. Надземную часть фундамента лучше сделать из бетона, чтобы обеспечить надежное сцепление будущего строения с фундаментом.

Верхняя бетонная лента должна составлять примерно 20-25 см. Для второй ленты необходимо сделать отдельную арматурную сетку, которая устанавливается поверх уже засыпанного шлакового фундамента, причем так, чтобы ее нижние концы примерно на 15 см входили в него. Арматурную сетку нужно установить сразу после заливки водой последнего слоя шлака.

Далее фундаменту нужно дать отстояться не менее 12 часов. Только по истечении указанного времени заливается верхний слой бетона. Для утрамбовки бетона стоит использовать виброплиту. Примерно через 3-5 дней можно приступать к отделке фундамента, так как за это время шлак и верхний бетон полностью схватятся, образуя монолитное основание.

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.

• 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.