La durabilidad del edificio depende de la calidad de la base. El cálculo correcto del hormigón es importante para los constructores profesionales y para las cimentaciones autoportantes. Durante el diseño, es necesario calcular la cantidad de hormigón y componentes constituyentes.
La necesidad de cálculos
Durante la construcción, es importante averiguar la cantidad total de materiales necesarios que ya se encuentran en la etapa de diseño. Los datos ayudan:
- Compre solo los componentes que necesita. Los materiales excedentes cuestan dinero y algunos de ellos no se pueden almacenar por mucho tiempo.
- Evite el costo de reenvío si faltaba algo al organizar la base.
- Controle al contratista, evite el fraude y la exageración.
- Compra la cantidad exacta de hormigón de fábrica. La cimentación se vierte en un solo paso, la deficiencia tendrá que entregarse el mismo día, lo que llevará tiempo y dinero para pagar el tiempo de inactividad de los trabajadores contratados. El excedente debe eliminarse de alguna manera, lo que no siempre es posible.
La planificación financiera depende de un conocimiento preciso.
Tipos de hormigón
Los grados de hormigón se utilizan en ingeniería civil:
- M100 es el menos duradero, se utiliza exclusivamente para la construcción de cobertizos y cimientos para cercas;
- M150 se usa solo en cimientos de tiras para edificios pequeños: cobertizos, baños, garajes, casas de campo de madera;
- M250, M300, con el cálculo correcto del área de la base, resistirá edificios de hasta 5 pisos;
- M350 se usa en condiciones de alta humedad y en las regiones del norte para los cimientos de casas de ladrillo de varios pisos;
- El M400 es demasiado fuerte para casas particulares, es capaz de soportar una masa de edificios de hasta 20 pisos de altura.
El grado de hormigón para la cimentación debe indicarse en el proyecto.
Composición de hormigón
El hormigón de cimentación incluye:
- cemento;
- relleno;
- arena;
- plastificante y aditivos para trabajos a bajas temperaturas.
Sus proporciones durante la mezcla dependen de las características de los componentes.
Cemento
La industria produce grados de cemento de M300 a M600. Las fábricas de hormigón armado utilizan materias primas M500.
En los puntos de venta, el M400 se encuentra con mayor frecuencia. Por ello, se guían por esta marca, realizando un cálculo de la composición del hormigón para la autoproducción.
Si logró comprar cemento M500 con una ganancia, puede calcular la cantidad de componentes usando una tabla especial.
Al comprar, preste atención a la fecha de fabricación y las condiciones de almacenamiento. El material es higroscópico e incluso en plataformas con techo puede perder sus propiedades o endurecerse.
Excipientes
La grava y la piedra triturada se utilizan como relleno para el hormigón de cimentación. Ambos materiales son de origen natural y solo se diferencian por el tipo de roca del que están hechos.
Al triturar, se obtiene material de forma irregular.
Las características importantes que se tienen en cuenta al calcular el hormigón son el fraccionamiento, la descamación y la resistencia.
La fracción corresponde al tamaño de las partículas de piedra triturada o grava que forman la base del material. Cuanto mayor sea la fracción, más arena se requerirá para llenar los huecos entre las partículas de relleno individuales en la fabricación de hormigón.
Para cimentaciones de listones y losas, elija un relleno de 20 a 40 mm de diámetro.
Para hormigón de cimientos de columnas y pilotes, se utiliza una fracción de no más de 20–25 mm. En tamaños grandes, será difícil rellenar y compactar cimientos profundos.
Las fracciones grandes aumentan el volumen de arena en el hormigón, lo que reduce la resistencia de la base monolítica.
La descamación muestra cuán diferentes son las formas de los componentes de la piedra triturada. Medido como porcentaje. Cuanto más bajo sea el indicador, más adecuada es la grava para construir una base. Hay cinco grupos de descamación:
- Las piedras no estándar No. 1 constituyen no más del 10% en peso, utilizadas para cualquier cimentación;
- No. 2 - grupo mejorado, 10-15% de piedras de forma irregular, adecuadas para cimientos;
- El número 3 (15-25%) se obtiene con mayor frecuencia triturando piedra caliza, no es adecuado para cimientos;
- El número 4 (25-35%) en la construcción de cimientos solo es adecuado para crear una almohada;
- El No. 5 (35-50%) es más barato que otros y, a veces, se usa para verter los cimientos de cobertizos y otros edificios ligeros.
La resistencia indica la capacidad del relleno para soportar cargas y puede variar de M200 a M1400.
En la construcción de edificios residenciales, M800 se usa debajo de la almohada y M1200 se elige para el relleno de concreto de la base.
En cimentaciones de hormigón monolítico para cobertizos y cercas, se utiliza piedra triturada de la marca M600 o M800.
La escoria de las industrias metalúrgicas no se utiliza como relleno de hormigón para la base, es heterogénea en composición y características. La piedra triturada de piedra caliza es de baja resistencia y de corta duración, también es inadecuada.
La arena se divide por tamaño de partícula en fina (hasta 1,2 mm), muy fina (1,2-1,6), fina (1,6-2), media (2-2,5) y gruesa (2,5 –3).
Los delgados y gruesos no se usan en concreto: es difícil trabajar con tal fracción, el material se asienta y la mezcla resulta frágil. En concreto con arena gruesa, el agua se separa de la mezcla, lo que no debe permitirse en el momento de solidificación del monolito.
Aditivos
Para simplificar la mezcla, dando plasticidad a la solución, se agregan plastificantes a la composición del concreto.
Para los aditivos industriales, el fabricante especifica la dosis exacta que no se puede exceder. El aumento del consumo aumenta el costo total y afecta negativamente la resistencia del hormigón.
La arcilla es un plastificante natural libre disponible en casi todas las regiones. La cantidad requerida de tales materias primas se determina empíricamente.
A temperaturas de -5 ° C e inferiores, se deben agregar a la composición componentes que eviten la congelación rápida. Sin tales aditivos, el hormigón colapsará en unos pocos años.
Consumo de componentes por metro cúbico de hormigón
Dependiendo de las fracciones de piedra triturada y arena, el consumo total de componentes puede variar ligeramente, pero los datos de la tabla pueden tomarse como base.
La composición del hormigón de cemento grado M400.
| Componentes | Grado de hormigón recibido | ||||
| M100 | M200 | M250 | M300 | M400 | |
| Cemento, kg | 180 | 260 | 320 | 340 | 440 |
| Arena, kg | 840 | 740 | 780 | 640 | 530 |
| Piedra triturada, kg | 1280 | 1270 | 1160 | 1250 | 1200 |
| Agua, l | 90 | 130 | 160 | 220 | 220 |
| Proporciones en masa de CxPxCxV | 1x4,6x7,1x0,5 | 1x2.8x4.8x0.5 | 2,4 x 3,6 x 0,5 | 1x1.8x3.7x0.6 | 1x1.2x2.7x0.5 |
| Proporciones aproximadas de componentes TskhPkhSh, balde * | 1х4х5.6 | 1x2.5x3.9 | 1x2.1x2.8 | 1x1.6x2.5 | 1x1,3x2,1 |
Los datos se dan para un cubo con un volumen de 10 litros.Las proporciones están indicadas para una fracción de piedra triturada hasta 20 mm y un vacío del 30%..
Para medir el vacío del relleno, se vierten escombros en un balde de 10 litros y se vierte agua gradualmente. Si se incluyen 3 litros, el vacío es 30%, si 4 litros, 40%, etc. Se necesitará más arena y cemento para completar el llenado.
Volumen total de cimentaciones
El cálculo del volumen de hormigón para una base se puede hacer usando calculadoras en línea en muchos sitios.
Sin embargo, el curso de geometría de la escuela es suficiente para comprender cómo calcular el volumen de concreto para cualquier configuración de base.
Base de tira
La base tipo cinta es una estructura monolítica que corre debajo de toda la casa. Sobre él se construyen muros de carga y tabiques.
Puede calcular el volumen de hormigón para dicha base expandiendo todos los lados de la base en paralelepípedos elementales.
Primero, multiplique el largo, ancho y alto del encofrado preparado a lo largo del lado largo de la casa. A continuación, debe calcular los volúmenes de los paralelepípedos de los lados cortos.Es importante no tener en cuenta los volúmenes de las esquinas calculados previamente en su longitud. Todas las mediciones se llevan a cabo solo después de que se haya instalado el encofrado, esto ayudará a eliminar errores.
La fórmula final debe modificarse: agregue un margen del 2%. Esto se debe al hecho de que durante el vertido, el encofrado puede dispersarse varios centímetros, aumentando el volumen interno.
La fórmula general se ve así: V = h + b + l + 0.02 (h + b + l).
- h- altura del encofrado;
- B - ancho de la cinta;
- l— la longitud de los lados.
Por ejemplo, se da el cálculo del volumen de hormigón para una cimentación de 6x10 m con un dintel a lo largo de paredes cortas. La altura y el ancho del encofrado es de 0,5 m.
- El volumen total de las secciones largas de la cimentación es 2x10x0,5x0,5 = 5 metros cúbicos. Donde 2 - 2 muros largos, 10 - largo de muro, 0,5 y 0,5 - ancho y alto del encofrado.
- La longitud del muro corto para el cálculo es 6-0,5-0,5 = 5 metros. Donde 6 es la longitud total de la pared corta, 0,5 y 0,5 es el grosor de la pared larga, que ya se ha tenido en cuenta en la cláusula 1.
- El volumen total de las paredes cortas es 3x5x0,5x0,5 = 3,75 m3.
- En total, se requiere hormigón 5 + 3,75 + 0,02x (5 + 3,75) = 8,925 m3.
Una vez redondeado el resultado obtenido a valores enteros, adquieren o preparan material para 10 m3 de hormigón.
Fundación de columna
Las cimentaciones columnares se utilizan en suelos pesados y en movimiento.
En la mayoría de los casos, se dispone una rejilla alrededor de los pilares, por lo que el cálculo consta de dos pasos: averiguan el volumen de los pilares y suman el volumen de la rejilla al resultado.
Si los pilares son un cilindro, su volumen se calcula mediante la fórmulaV = Sхhdónde:
- S - área de la base;
- h - la altura de la columna.
El área base se calcula mediante la fórmula S = 3,14xR2. Total: V = 3,14 * R * R * h.
Ejemplo. 1 pilar con un radio de 0,15 my una altura de 1 metro requerirá 3,14 * 0,15 * 0,15 * 1 = 0,07 m3 de hormigón. 8 bases tomarán 8 * 3.14 * 0.15 * 0.15 * 1 = 0.56m3.
Si hay una rejilla de hormigón monolítica, se calcula de manera similar a la base de la tira y se agrega al volumen de los postes. Para pilotes rectangulares, basta con multiplicar la altura, el ancho y la profundidad de la base.
Platina
La base de la losa es una losa maciza monolítica debajo de todo el edificio. Es más fácil calcular el volumen de hormigón para dicha base. Basta multiplicar el largo, el ancho de la casa y la altura de la losa monolítica.
Fórmula: V = l * b * hdónde V - volumen general, l - muro largo de la casa, B - pared corta, h - la altura de la losa.
Ejemplo. Las dimensiones de la casa son 6x10 m, el espesor de la cimentación es 30 cm. V = 6 * 10 * 0.3 = 18 m3.
El cálculo del hormigón para la base es bastante simple si se acerca con cuidado a la medición del encofrado preparado. La cifra exacta ayudará a evitar muchos problemas durante la fase de construcción, eliminando costos adicionales.
