Расчет снеговой нагрузки на кровлю: как не наделать ошибок при проектировании и эксплуатации крыши
Если вы когда-нибудь разгребали снег, то хорошо знаете, каким тяжелым он может быть. И что говорить о крыше, на которой за первый месяц зимы собирается такая шапка, которая способна проломить даже довольно прочную конструкцию! И особенно актуальна тема грамотного обустройства крыши для жителей северных регионов России, где сугробы есть уже в сентябре. Вот почему при строительстве дома все задаются вопросом: выдержит ли кровля всю массу снега, сбрасывать его каждые 2 недели, или нет.
Вот для этой цели и было разработано такое понятие, как нормативная снеговая нагрузка и совокупность ее с ветровой. Здесь действительно немало тонкостей и нюансов, и, если вы хотите разобраться – мы будем рады помочь!
Содержание
Принцип работы крыши: предельные состояния
Итак, расчет снеговой нагрузки на кровлю делают с учетом двух предельных состояний крыши – на разрушению и прогиб. Говоря простым языком, это именно та способность всей конструкции сопротивляться внешним воздействиям – до того момента, пока она не получит местное повреждение или недопустимую деформацию. Т.е. пока крыша не продавится или не повредится настолько, что ей понадобится ремонт.
Предел несущих способностей крыши
Как мы уже сказали, предельных состояний всего различают два. В первом случае речь идет о том моменте, когда стропильная конструкция исчерпала свои несущие способности, включая ее прочность, устойчивость и выносливость. Когда этот предел преодален, крыша начинает разрушаться.
Этот предел обозначают так: σ ≤ r или τ ≤ r. Благодаря этой формуле профессиональные кровельщики рассчитывают, какая нагрузка для конструкции будет еще предельно допустимой, и какая станет ее превышать. Другими словами, это – расчетная нагрузка.
Для такого вычисление вам нужны такие данные, как вес снега, угол наклона ската, ветровая нагрузка и собственный вес крыши. Также имеет значение, какая была использована стропильная система, обрешетка и даже теплоизоляция.
А вот нормативная нагрузка высчитывается исходя из таких данных, как высота здания и угол наклона скатов. И ваша задача вычислить и расчетную нагрузку, и нормативную, и перевести их в линейную. Для существует специальный документ – СП 20. 13330. 2011 в пунктах 4.2.10.12; 11.1.12.
Предел крыши на прогиб стропильной конструкции
Второе предельное состояние говорит о чрезмерном деформациях, статических или динамических нагрузках на крышу. В этот момент в конструкции происходят недопустимые прогибы, да так, что раскрываются сочинения. В итоге получается, что стропильная система как бы цела, не разрушена, но все-таки ей нужен ремонт, без которого она не сможет функционировать дальше.
Такой предел нагрузки вычисляют при помощи формулы f ≤ f. Она означает, что погиб стропил при нагрузке не должен превышать определенного предельного состояния. А для балки перекрытия есть своя формула – 1/200, что означает, что прогиб не должен быть больше, чем 1 на 200 от измеряемой длины балки.
И правильно вести расчет снеговой нагрузки сразу по обеим предельным состояниям. Т.е. ваша задача при расчете количества снега и его влияния на крышу не допустить прогиба больше, чем это возможно.
Вот ценный видео-урок для «терпеливых» на эту тему:
Нормативная снеговая нагрузка в вашей местности
Когда говорят о расчете снеговой нагрузки на крышу, то говорят о том, сколько килограмм снега может приходиться на каждый квадратный метр крыши, пока она реально может держать такой вес до начала деформации конструкции. Говоря простым языком, какой шапке снега можно позволить лежать на крыше каждую зиму без опасения того, что она проломит кровлю или расшатает всю стропильную систему.
Такой расчет делают еще на стадии проектирования дома. Для этого первым делом вам нужно изучить все данные по специальным таблицам и картам СП 20.3330.2011 «Нагрузки и воздействия». Исходя из этого узнайте, будет ли запланированная ваши конструкция надежной.
Например, если согласно расчетам она должна спокойно выдерживать слой снега в 200 килограмм на каждый квадратный метр, тогда нужно будет внимательно следить за тем, чтобы снежная шапка на крыше не была выше одного высоту. Но, если если снег на крыше уже превышает 20-30 см и вы знаете, что скоро пойдет дождь, то его лучше убрать.
Итак, чтобы узнать нормативную снеговую нагрузку в той местности, где вы строите дом, обратитесь к такой карте:
Кроме того, такой же коэффициент не используется для зданий, которые хорошо защищены от ветра другими зданиями или высоким лесом. Уравнение расчета у вас будет выглядеть вот так:
- для первого предельного состояния, где рассчитывается прочность, примените формулу qр. Сн = q×µ,
- для второго предельного состояния, где рассчитывается возможный прогиб крыши, применяйте такую формулу qн. Сн = 0,7q×µ.
При этом, как вы уже заметили, для второй группы предельных состояний вес снега следует учитывать с коэффициентом 0,7, т.е. сама формула будет выглядеть вот так: 0,7q.
Удельный вес: такой легкий и тяжелый снег
А теперь перейдем к практике. Если вы живете в России, а не на южном континенте без зимы, то знаете, каким на самом деле бывает снег: невероятно легким и неимоверно тяжелым. Например, тот же пушистый снежок в морозную и сухую погоду при температуре -10°С будет иметь плотность около 10 кг на кубический метр. А вот снег под конец осени и в начале зимы, который долго лежал на горизонтальных и наклонных поверхностях и «слежался», уже имеет массу куда больше – от 60 килограмм на кубический метр. К слову, узнать плотность снега не сложно – достаточно зимой вырезать большой лопатой образец снега в один кубический метр и взвесить его.
Если мы говорим о рыхлом снеге, который, по идее, легок и не доставляет проблем, то знайте, что здесь таится некая опасность. Рыхлый снег как ни какой другой быстро вбирает в себя все осадки в виде дождя и становится уже мокрым снегом. А его нахождение на крыше, где нет грамотно организованного стока, чревато большими проблемами.
Далее, весной в процессе длительной оттепели удельный вес снега также значительно растет. У сухого уплотненного снега среднестатистическая плотность находится в пределах от 200 до 400 кг на кубический метр. Не упускайте также такой важный момент, когда снег долго оставался лежать на крыше и не было нового снегопада, а вы его не убирали. Тогда независимо от его плотности, он будет иметь всю ту же массу, хотя визуально сама «шапка» стала меньше в два раза. В особо влажном климате весной удельный вес снега достигает 700 кг на кубический метр!
Снеговой мешок и температура воздуха
«Cнеговым мешком» называет тот снег на крыше, который превышают средние нормативы на толщину, характерные для конкретной местности. Или более просто: если выше 50 см на глаз.
Обычно снеговые мешки скапливается на не ветреной стороне крыши и в местах, где расположены слуховые окна и другие элементы крыши. Как раз в таких местах и ставят сдвоенные и усиленные стропильные ноги, либо вообще делают сплошную обрешетку. Кроме того, здесь по всем правилам должна быть специальная подкровельная подложка, чтобы избежать протечек.
Поэтому в более теплых регионах России плотность снега получается всегда больше, чем в холодных. Ведь в таких местностях зимой снег уплотняется под действием солнца, верхние слои сугроба давят на нижние. Учитывайте также, что снег, который перебрасывает с места на место увеличивает свой удельный вес минимум в два раза. Благодаря всему этому средний удельный вес обычно равен посреди зимы 280 + — 70 кг на кубический метр.
А весной в период обильного таяния мокрый снег способен весить почти тонну! Можете ли вы себе представить, что на вашей крыше находится одновременно сразу несколько тонн снега? Вот почему тот факт, что в процессе строительства крыши на стропильной системе висят сразу несколько рабочих и это якобы говорит о ее прочности, во внимание брать не стоит. Ведь пару человек точно не весят сразу несколько тонн.
Учитывайте, что в расчете нормативной нагрузки также принимается во внимание средняя температура воздуха в январе. Какая именно у вас, смотрите уже по карте СП 20.13330.2011:
Если окажется, что у вас средняя температура в январе меньше, чем 5 градусов по Цельсию, то коэффициент снижения снеговой нагрузки 0,85 тогда не применяется. Ведь из-за такой температуры снег зимой постоянно будет подтаивать снизу, образовывая наледь и задерживаясь на крыше.
И, наконец, чем больше угол ската, тем меньше на нем всегда остается снега, ведь тот постепенно сползает под собственным весом. А на тех крышах, у которых угол наклона больше или равен 60 градусов, снега не остается вообще. Поэтому в таком случае коэффициент µ должен быть равен нулю. В это же время для ската с углом 40° µ равен 0,66, 15° – 0,33 и для 45° градусов – 0,5.
Ветер и распределение снега на двух скатах
В тех регионах, где средняя скорость ветра все три зимних месяца превышает 4 м/сек, на пологих крышах и с уклоном от 7 до 12 градусов снег частично сносится и здесь его нормативное количество следует слегка уменьшить, умножив на 0,85. В остальных случаях он должен быть равен единице, либо его можно не использовать, что вполне логично.
В таком случае ваша формулу теперь будет иметь такой вид:
- расчет на прочность Qр.cн = q×µ×c;
- расчет на прогиб Qн.cн = 0,7q×µ×c.
Накопление снега на крыше также напрямую зависит от ветра. Значение имеет форма крыши, как она расположена относительно преобладающих ветров и какой угол наклона ее скатов (не в плане того, как легко съезжает снег, а в плане того, легко ли ветру его сносит).
Из-за всего этого снега на крыше может быть как меньше, чем на плоской поверхности земли, так и больше. Плюс на обоих скатах одной крыши может быть абсолютно разная высота снежной шапки.
Поясним подробнее последнее утверждение. Например такое нередкое явление, как метель, постоянно переносит снежинки на подветренных сторону. И этому препятствует конек крыши, который, задерживая ветер, уменьшает скорость движения снежных потоков и снежинки оседают больше на одном скате, чем на другом.
Получается, что с одной стороны крыши снега может лежать меньше, чем в норме, а с другой – намного больше. И это тоже нужно учитывать, ведь получается, что в таком случае на одном из скатов собирается почти вдвое больше снега, чем на земле!
Для расчета такой снеговой нагрузки применяется такая формула: для двускатных крыш с углом наклона 20 градусов, но меньше 30, процент накопления снега будет равен 75% с наветренной стороны и 125% – с подветренной. Этот процент высчитывается от количества снежного покрова, который лежит на плоской земле. Значение всех этих коэффициентов указано в нормативном документе СНиР 2.01.07-85.
И, если вы определили, что ветер в вашем регионе будет создавать ощутимую разницу снежного покроя на разных скатах, то с подветренной стороны нужно будет устроить спаренные стропил:
Если же у вас вообще нет данных по розе ветров местности, или они не точны, тогда отдайте предпочтение максимальной нагрузке, чтобы подстраховаться – так, как-будто оба ската вашей крыши находятся с подветренной стороны и на них всегда будет больше снега, чем на земле.
Так что происходит потом со снеговым мешком с подветренной стороны? Он постепенно сползает и давит уже на свес кровли, пытаясь его сломать. Вот почему по правилам свес кровли должен быть равен укреплен, в зависимости от кровельного его покрытия.
К слову, если ваша крыша еще и имеет перепад высот, вам будет полезно посмотреть этот видео-урок:
Формула фактической снеговой нагрузки на кровлю
Следующий важный момент. Часто снеговая нагрузка рассчитывается с таким простым и понятным конечным результатом, как n-е количества килограмм на квадратный метр кровли. Но стропильная система сама по себе намного сложнее, и оценивать давление только на ее сплошное покрытие не совсем верно.
Дело в том, что каждый элемент стропильной системы крыши берет на себя определенную нагрузку, которая была изначально рассчитана только на него одного, а не на всю крышу сразу. А поэтому необходимо перевести единицы измерения кг/м 2 в единицу измерения кг/м, т.е. килограммы на метры.
Это значит измерить линейное давление на стропила, или обрешетку, свесы и прогоны. А все это – линейные конструкции, нагрузки действуют вдоль продольной оси каждого:
Если мы возьмем отдельное стропило, на нее действует та нагрузка, которая будет расположена прямо над ним. И чтобы изменить площадь общей нагрузки на крышу, нужно изменить ширину шага установки стропил.
Итог: учет совокупности всех нагрузок
И, наконец, подведем итог и отметим самую распространенную ошибку при расчете снеговых нагрузок на крышу. Это – опущение того момента, что все нагрузки действуют в совокупности. Сама крыша имеет вес, стоящий на ней человек, утеплители и много чего другого!
Поэтому все нагрузки, которые воздействуют на крышу, нужно суммировать и множить на коэффициент 1,1. Вот тогда вы получите уже какое-то реальное значение. Почему на 1,1? Чтобы учесть дополнительные неожиданные факторы, вы ведь не хотите, чтобы стропильная система работала на пределе? Ремонт обычно бывает сложным и дорогостоящим.
В зависимости от полученного значения, вам теперь нужно рассчитать шаг установки стропил. Во внимание также нужно будет взять длину стены здания и удобство размещения на ней целого числа стабильных ног при одинаковом расстоянии: например, 90 см, 1,5 метра, 1,2 метра.
Довольно часто решающий критерий выбора шага стропил – экономический, хотя свои условия также диктует выбранное кровельное покрытие. Но помните о том, что при обустройстве крыши все просчитывают так, чтобы стропила легко могли выдерживать возлагаемые на них давление. А для этого прикиньте несколько вариантов установки стропил и определите для каждого этого варианта сечение досок и расход материала.
Правильно выбранным шагом считается такой, где материалоемкость самая меньшая при том, что итоговые свойства остаются такими же. И учитывайте при этом, что, кроме стропил, обрешетки и прогонов еще в конструкции крыши всегда есть такие дополнительные несущие элементы, как стойки.
Самостоятельный расчет снеговой нагрузки на кровлю – насколько точным должен быть расчет
Вес снега в зимний период создает значительную нагрузку на стропильную систему крыши, а через нее – на фундамент здания. Расчет снеговой нагрузки на кровлю необходим как для определения параметров конструкции крыши, так и при проектировании основания, где важным значением является полный вес дома. В этой статье рассматриваются методики определения веса снежного покрова на крыше дома, определяется, какую угрозу он несет людям и конструкциям жилища. Информация будет полезна всем людям, проживающим в регионах со снежными и длительными зимами, планирующим строить частный дом.
Дом со снежной шапкой на крыше Источник ayanahouse.com
Типы нагрузок на кровлю
Основными нагрузками, воздействующими на кровлю, являются:
Ветровая нагрузка.
Они имеют разную степень и характер воздействия на кровлю и стропильную систему в целом. Снеговая нагрузка более статична, все изменения происходят относительно медленно и плавно. Исключением может быть только лавинообразный сход больших сугробов, характерный для современных видов металлических кровельных покрытий. Кроме того, снег лежит в течение нескольких месяцев, в летнее время нагрузки отсутствуют.
Сход снежного покрова с крыши лавиной Источник pinterest.co.uk
Для ветра время года значения не имеет, он способен подниматься и зимой, и летом. Ветер опасен своей непредсказуемостью, его невозможно предвидеть и как-то подготовиться. Чаще всего, сильные ветра длятся недолго, но последствия бывают весьма плачевными. При этом, сильные порывы, создающие заметное давление на конструкции дома, случаются относительно редко.
В большинстве случаев ветровая нагрузка минимальна и не имеет постоянного значения. Эпизодический характер и неравномерность ветровых проявлений создают существенные сложности при определении реальной нагрузки на конструкции дома, поэтому принято учитывать максимальные табличные величины для данного региона.
Разрушительные последствия пренебрежением расчетов Источник akademija-art.hr
Зависимость нагрузок от угла наклона крыши
Снеговая и ветровая нагрузки имеют обратную зависимость от угла наклона крыши. Ветер направлен параллельно поверхности земли, для него являются помехой любые вертикальные объекты. Снег ложится на плоскость и давит на нее в направлении сверху-вниз. Поэтому, чем круче угол наклона скатов крыши, тем значительнее ветровые нагрузки и, наоборот, слабее давление снежных сугробов. Поэтому для снижения ветровых нагрузок надо уменьшать угол наклона, а для снижения нагрузок снеговых – увеличивать.
Такое несоответствие требует от проектировщика точного знания о величине снегового покрова и силе преобладающих в регионе ветров, возможности и частоте шквалистых порывов. Иначе можно получить чрезмерно крутую кровлю, образующую сильный парус, или слишком плоскую, не позволяющую снегу скатываться вниз по наклонной плоскости.
Кровля должна быть спроектирована с учетом возможности скатывания снега вниз по наклонной плоскости Источник pxhere.com
Чем опасны снеговые нагрузки
Высокие снеговые нагрузки опасны по нескольким позициям:
Создание чрезмерного давления на стропильную систему, вызывающего прогиб, провисание покрытия или разрушение несущих элементов крыши.
Появление дополнительной нагрузки на стены дома, а через них – на фундамент.
Большой вес снега опасен при внезапном сходе сугробов с крыши, так как могут пострадать оказавшиеся внизу люди, автомобили или иное имущество.
Кроме того, большое количество снега при повышении температуры начинает подтаивать, образуя на поверхности кровли слой льда. Он плотный и тяжелый, хорошо удерживается на поверхности, постепенно увеличивая свою толщину. Во время оттепелей этот лед скатывается вниз и причиняет сильный ущерб всем предметам, на которые упадет. Необходимо помнить, что относительно тонкий слой льда в 5 см на поверхности ската площадью 20 м 2 весит около тонны.
Расчет снеговой нагрузки на плоскую кровлю показывает величину воздействия снега на горизонтальную плоскость. Угол наклона скатов учитывается специальными коэффициентами. Считается, что при наклоне более 75° снеговая нагрузка отсутствует, хотя на практике случается налипание мокрого снега и на вертикальные плоскости. В этом таится еще одна опасность, когда конструкции дома оказываются неподготовленными для приема значительного давления.
Опасный для жизни неконтролируемый сход снега Источник www.staffaltay.ru
Особенности распределения снеговой нагрузки на поверхности крыши
Снеговая нагрузка распределяется на поверхности кровли по-разному, равномерно по всей площади, или с заметным перекосом в подветренную сторону. Иногда на склонах нарастают огромные свисающие пласты, которые создают соответствующее давление на карнизную часть кровли.
Распределение снеговой нагрузки на поверхности крыши Источник obustroeno.com
Такие перекосы способны деформировать или разрушить конструкции стропил, создать значительное давление на фундамент. Необходимо понимать, что и равномерная нагрузка от веса снега воздействует на конструкции дома крайне неблагоприятным образом. Существуют регионы, где толщина снежного покрова превышает 2 м. В таких условиях крайне важно принимать правильные углы наклона скатов, чтобы снеговые массы могли скатываться с них, не достигая чрезмерной толщины и не создавая непосильной нагрузки для опорных конструкций.
Тонкости расчета снеговой нагрузки на кровлю
- Основные функции
- Виды
- Угол наклона важен
- Географический фактор
- Правильность расчета прежде всего
Надежная кровля способна защитить верхнюю и внутреннюю часть здания от всевозможного природного давления. Она удерживает дождевую воду и потоки различного воздуха от проникновения и пагубного воздействия на строительные материалы и целостность конструкций. Но не все разбираются в тонкостях расчета снеговой нагрузки на кровлю, поэтому разберемся в этом вопросе.
Основные функции
Заключаются в тех моментах, которые мы уже рассмотрели, но на самом деле функциональное назначение кровли значительно шире, чем его представляют не особо продвинутые в этом вопросе люди. Дело в том, что воздействие на поверхность кровли кроется не только в ее износостойкости.
Давление внешней среды оказывается почти на все несущие конструкции строения – стены, поскольку крыша стоит на них, фундамент – на него монтируются все, существующие элементы дома. Закрывать глаза на, происходящие нагрузки губительно для здания. Однажды оно может неожиданно разрушится либо покрыться многочисленными трещинами, возможно, проседание крыши и частичный обвал стен.
Для снегозадержания толщина кровли должна быть достаточной, чтобы она просто не проломилась. Необходимо выбирать качественную крышу, которая выдержит даже мешок со снегом на квадратный метр.
Разновидностей не так мало, как может показаться на первый взгляд. Основные – это снеговое и ветровое воздействие на кровлю.
Снег в зависимости от географического расположения здания способен оказывать давление в определенное время года. А мощный ветер создает опасное воздействие всегда, и поэтому считается более коварным врагом кровли. Но сила воздушных потоков зависит от сезонных колебаний и близости к морю, поскольку здесь чаще зарождаются мощные циклоны способные значительно повредить крышу.
Многие знакомы с разрушительными возможностями смерчей, ураганов, шторма. Но обычно такое воздействие длится недолго и не создает постоянной нагрузки. Итак, снег и ветер воздействует на кровлю разными способами.
Важна интенсивность давления.
- Снежный покров отличается постоянством статистического давления. Но с помощью очищения крыши можно уменьшить опасность критической ситуации в виде провала или проседания конструкции кровли. В этом случае направление воздействующей силы никогда не меняется.
- Ветер непостоянен – неожиданно усиливается либо затихает. Направление его воздействия всегда меняется, и это очень опасно для поверхности кровли, поскольку могут пострадать наиболее уязвимые места.
Но снеговой слой, скопившийся на крыше, несет и другую опасность. Мы поняли, что он постоянно давит на кровлю, но иногда способен внезапно сойти с нее под стены здания, в том числе из-за сильного ветра. Это может стать причиной серьезного ущерба различному имуществу либо человеческому здоровью. Но не стоит забывать о комбинировании воздействия снега и сильного ветра. Разрушительная мощь такого союза способна показать всю силу в момент возникновения урагана, смерча или шторма.
Почему-то о такой возможности все забывают. Вероятно потому, что подобные природные явления происходят нечасто. Но рекомендуется подготовиться к их появлению заранее. Для этого необходимо максимально усилить устойчивость кровли и стропильной системы.
Угол наклона важен
Нагрузка напрямую зависит от угла наклона крыши. Так формируется мощность контакта воздушных и снеговых масс с поверхностью кровли. Снег всегда оказывает вертикальное воздействие, а ветер горизонтальное, но с изменением направления давления на кровлю, стены, фундамент. За счет понимания этих особенностей можно уменьшить силу давления данных факторов и образование опасности для целостности и надежности строения.
Если спроектировать более крутой вариант наклона крыши можно значительно снизить возможность давления снега на структурную целостности крыши или полностью избавится от него, поскольку не будет предпосылки для большего скопления осадков на ее поверхности. Но это станет причиной увеличения уязвимости перед ветровым действием. Придется серьезно поразмыслить, как сделать лучше, чтобы получить максимальную выгоду от формы конструкции крыши.
Важно: Необходимо учитывать специфику климатических условий, в которых построен дом. Если зима не проходит длительное время, а ветер не особенно сильный тогда понятно, что крутой наклон оптимальное решение. В других случаях необходимо учитывать направление ветра и создавать крышу с условием наименьшего образования препятствий для воздушных потоков и наилучшего уменьшения накопления снега на ее поверхности. Рекомендуем искать ту самую золотую середину, позволяющую качественно бороться с природными явлениями.
Географический фактор
Вес снега напрямую зависит от региона. Естественно, что этот показатель больше в северных областях и уменьшен в южных. Но существует особенное место – возле гор либо на высокой части холмов. Да иногда дома строятся и здесь, и владельцам постоянно приходится сталкиваться с проблемой сильного снежного и ветрового воздействия. Это происходит в любых географических точках, поскольку такова специфика высокогорных участков планеты.
На основе строительных норм и правил (СНиП) предлагаются подробные таблицы. Они объясняют допустимый уровень снега на территории различных регионов.
Важно: Учитывается нормальное состояние снежного покрова крыши. Необходимо осознавать, что мокрый снег значительно тяжелее сухого аналога. И поэтому рекомендуем учитывать это во время расчетов.
На основе предложенной информации можно с уверенностью рассчитывать необходимую прочность и наклон крыши. Но не стоит отбрасывать особенности материала, использованного для образования покрытия крыши. Дополнительные факторы, приводящие к увеличению скопления снежного покрова на крыше, не менее важны. В совокупности все это может значительно превысить нормативные показатели, предложенные в таблице.
Правильность расчета прежде всего
Тщательно рассчитывайте нагрузку снега на площадь плоской крыши. Для этого нужно опираться на предельные состояния. Когда различные силы способны привести к необратимому изменению структуры кровли. Необходимо не допустить уменьшение прочности ниже допустимых значений, и желательно учитывать присутствие запаса надежности. Не делайте прочность кровли впритык к нормативам, поскольку это, может, обернуться неприятными последствиями.
Состояние крыши характеризуется различными категориями. Например, конструкция пребывает в состоянии разрушения, или же покрытие крыши значительно деформировано, и скоро начнет разрушаться.
Расчет необходимо осуществлять на основе обоих возможных состояний. Но рекомендуем использовать оптимальное решение для достижения результата. Без чрезмерного вложения средств на дорогие строительные материалы и человеческий труд. В ситуации с плоскими крышами применяется поправочный коэффициент на уклон в значении – 1, что считается максимально возможной нагрузкой.
На основе данных из таблицы, предложенной СНиП, общая масса снега, согласно нормативному значению, должна умножаться на площадь, покрытую кровлей. В итоге уровень воздействия, может, составлять десятки тонн. Из-за этого на территории РФ такая конструкции крыши не особо прижилась. Ведь известно, что почти вся Россия располагается в климатических зонах с большим количеством снеговых осадков. В большинстве районов они длятся почти круглый год.
Правильное применение информации об уровне снеговой нагрузки в процессе создания проекта кровли возможно лишь с учетом наличия всей необходимой информации. Рассчитанный коэффициент необходимо правильно переложить на проект кровли, что в особенности касается ее стропильного участка. Хотя мауэрлат не зависит от снежного давления, и укладывается на стены, позволяет надежно распределить давление стропил на их поверхность.
Самые важные моменты этого этапа необходимо учитывать.
- Рекомендуется использовать мауэрлат на основе бруса, обладающего квадратным сечением.
- Монтирование необходимо осуществлять с отступом от несущей стены на 3–5 см. В итоге мауэрлат окажется короче, чем стена примерно на 10 см.
- Если мауэрлат укладывается на тонкую стену, необходимо обеспечить ее перекрытие примерно на 4–5 см. В таком случае материал должен быть толще стены примерно на 10 см. За счет этого брус удачно распределит нагрузку, созданную стропильной системой, и не допустит деформации или разрушения краев стены.
В процессе планирования кровельного покрытия необходимо учитывать все воздействующие на него факторы. Если расчеты будут верны и правильно реализованы путем монтирования, тогда крыша и все строение смогут радовать владельцев надежностью в течение длительного времени.
О том, как убрать снег с крыши, смотрите в видео ниже.
Снеговая нагрузка
Многие задаются вопросом: как рассчитать снеговую нагрузку? В этой статье я постараюсь максимально подробно рассказать, как это сделать.
Районы снеговой нагрузки
Многие задаются вопросом: как рассчитать снеговую нагрузку? В этой статье я постараюсь максимально подробно рассказать, как это сделать.
Районы снеговой нагрузки
Первое, с чем нужно определиться – к какому району по весу снегового покрова относится рассматриваемая местность. Данную информацию можно найти на специальных картах в нормативных документах. Главный нормативный документ, регламентирующий снеговую нагрузку – СП 20.13330*
*Обратите внимание, что СП20.13330 есть 2011 и 2016 года, и карты в этих документах отличаются. На момент выхода статьи обязательным является СП 2011г. но в ближайшее время СП 2016г. официально станет действующим и расчет нужно будет проводить по картам нового документа. Расчет снеговой нагрузки так же можно найти по СНиП 2.01.07-85*, но данный расчет не будет действительным т.к. нормы устарели.
Расчет снеговой нагрузки
Снеговые нагрузки рассчитываются по СП 20.13330*
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле:
где Ce– коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5-10.9 СП 20.13330; Ct– термический коэффициент, принимаемый в соответствии с 10.10 СП 20.13330; µ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с 10.4 СП 20.13330; Sg – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое в соответствии с 10.2 (см. таблицу 1 ниже).
Расчетное значение снеговой нагрузки определяют умножением нормативного значения на коэффициент надежности по снеговой нагрузке:
Коэффициент надежности по снеговой нагрузке γf = 1,4.
Таблица снеговых нагрузок
Sg – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м 2 в зависимости от района снеговой нагрузки определяют по таблице 1.
Таблица 1: Таблица снеговых нагрузок в зависимости от района
Cнеговая нагрузка в Московской области и Санкт-Петербурге (III снеговой район по карте) – S=CeCtµSg=1*1*1*1,5=1.5кПа=1.5кН/м2=150кг/м 2 S=S*γf=150*1.4=210кг/м2. Снеговая нагрузка в Московской области (IV снеговой район по карте) – S=CeCtµSg=1*1*1*2=2кПа=2кН/м2=200кг/м 2 S=S*γf=200*1.4=280кг/м 2
Расчет снеговой нагрузки онлайн калькулятор
Для более быстрого расчета у нас на сайте вы можете воспользоваться онлайн калькулятором снеговой нагрузки. При возникновении сложностей вы можете заказать расчет написав нам на почту в разделе контакты
Рис.2 Онлайн калькулятор расчета снеговой нагрузки.
>>> Перейти к онлайн калькулятору снеговой нагрузки 2 так и в кН / м 2 . В калькуляторе реализован расчет снеговой нагрузки на кровлю (крышу) или любую наклонную (плоскую) поверхность.
Рассчитать более сложные случаи можно используя различные программы или воспользоваться следующими файлами в зависимости от типа схемы:
Г.1 Здания с односкатными и двускатными покрытиями;
Г.8 Здания с перепадом высоты;
Г.10 Покрытие с парапетами;
Г.2 Здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями;
Г.3 Здания с продольными фонарями;
Г.4 Шедовые покрытия;
Г.5 Двух- и многопролетные здания с двускатными покрытиями;
Г.6 Двух- и многопролетные здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями;
Г.7 Двух- и многопролетные здания с двускатными и сводчатыми покрытиями с продольным фонарем;
Г.9 Здания с двумя перепадами высоты;
Г.12 Висячие покрытия цилиндрической формы;
Г.13 Здания с купольными круговыми и близкими к ним по очертанию покрытиями;
Г.14 Здания с коническими круговыми покрытиями.
Марки цементно-песчаного раствора для стяжек пола
Вступление
Если вы посмотрите нормативный документ МДС 31-1.98, то в пункте 7.2 прочитаем:
…марка материала стяжек, …смотрим по таблице 7.
Имеются в виду все виды стяжек по подстилающим слоям, плитам перекрытий и изоляционным слоям. Однако в самой таблице нет конкретных указаний на марки цементно-песчаного раствора для стяжки нет. В этой статье разберёмся с марками растворов для ЦПС и посмотрим на их отличия от марок бетона.
Марки цементно-песчаного раствора
Маркировка цементно-песчаных растворов (ГОСТ 28013-98 Растворы строительные) проводится по основным свойствам смесей растворов и свойствам затвердевшего раствора.
Для стяжки пола, важна и используется маркировка по свойствам затвердевшего раствора стяжки. О ней поговорим в начале. После этого посмотрим на морозоустойчивость и плотность цементно-песчаного раствора.
Марки ЦПС по прочности
Маркировка цементно-песчаных растворов по прочности застывшего раствора на сжатие осуществляется заглавной буквой М и цифрами 4, 10, 50, 75, 100, 150, 200.
Например, ЦПС стяжка М150 означает, что для неё использовался цементно-песчаный раствор марки 150 с такими характеристиками:
- Переносимая нагрузка этой стяжки не более 130 килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см 2 ), что соответствует 12,8 МПа. Маркируется класс прочности такого раствора, как B10.
Обратите внимание, что бетон М150 должен иметь нормативный класс прочности В12,5. В таблице данные по растворам, а не бетону.
- Морозостойкость раствора М150 не ниже F50. Это значит, что раствор может пережить 50 циклов заморозки-разморозки.
- Водопроницаемости этого раствора W2, очень низкая. Принята шкала водопроницаемости от W2 до W20.
Аналогичные, но отличные от этих, имеют характеристики цементные растворы М4–М200.
Обратите внимание, что есть большая разница между подстилающим слоем и слоем стяжки. Постигающий слой выполняется из бетонов, а стяжка из различных растворов, одним из которых является цементо-песчаный раствор.
Напомню, что минимальная толщина стяжки из цементно-песчаного раствора по бетонному постилающему слою или плите перекрытия составляет 20 мм. В многослойной конструкции пола, минимальная толщина стяжки должна быть увеличена до 40 мм. Например, по слою звукоизоляции.
Если мы посмотрим на рекомендованные в нормативах альбомы рабочих чертежей серии 2.144-1/88, то увидим, что всех конструкциях полов, где используется стяжка из цементно-песчаной смеси, рекомендован раствор М150.
Растворы М100 и М200 по нормативным документам, для стяжек из цементно-песчаного раствора НЕ используются. Хотя на практике, из-за схожих параметров, растворы М100 и М200 используются для стяжек по бетону.
Как приготовить
Чтобы получить один кубометр ЦП раствора М150 вам нужно: Смешать 380 килограмм цемента марки М400 с 260 литрами воды, и 1,5 тоннами чистого песка.
- Пропорциональность такого раствора составляет на 1 единицу цемента вам нужно 0,7 части воды и 4 части песка.
- Или, на 1 единицу воды, нужно 1,5 части цемента и 5-6 частей песка.
- Растворы ЦПС М 100 и М200
- класс прочности В-7,5, (нагрузка до 100 кгс/см 2 );
- F50 морозостойкость.
- W2 водонепроницаемость
- класс прочности В-10, (нагрузка до 130 кгс/см2);
- F50 морозостойкость.
- W2 водонепроницаемость.
Примечание
Данные приводимые в нормативных документах распространяются на растворы, так называемого проектного периода (возраста). Для ЦПС это 28 суток. Также обращаю внимание, что нормативная прочность постилающего бетонного слоя для стяжки ЦПС не должна быть меньше В22.5. Всё по СНиП.
Вывод
Так как для стяжек пола используется цементно-песчаный раствор М150, его мы и рассмотрели в этой статье. Другие марки цементно-песчаного раствора для стяжек пола не рекомендованы по этим нормативам, однако многие практики советуют использовать раствор М200.
Пропорции цемента и песка для стяжки пола
Практически все современные напольные покрытия требуют ровного основания, которого проще всего добиться сделав стяжку пола. Процесс потребует много времени. До укладки покрытия, скорее всего, придется ждать около месяца, но пол будет надежным. Сделать раствор для стяжки дешевле всего из смеси песка и цемента. Хотя есть и другие варианты.
Состав раствора для стяжки пола: ЦПС или бетон с гравием
Стяжку пола чаще всего делают из цементно-песчаной смеси. То есть, раствор содержит только цемент и песок, иногда с дополнительными добавками. В классическом варианте стяжку заливают только смешав песок и цемент в определенной пропорции, смесь разводят водой. Называют такой раствор еще пескобетон. В том смысле, что в качестве наполнителя использован только песок. Это наиболее дешевый вариант, но не единственный.
При толщине стяжки более 5 см, могут использовать бетон с заполнителем из мелкого щебня. Бетон классический: к песку и цементу добавляется какое-то количество щебня. Его размеры — не более половины толщины стяжки. Так как минимальные размеры щебня — 20-25 мм, вот и вырисовывается минимальная толщина стяжки из бетона — 50 мм.
Какой раствор для стяжки пола лучше использовать? Пескобетон или бетон с заполнителем из мелкого гравия
Но бетон с гравием более тяжелый и дорогой. Его плюс в том, что он меньше подвержен образованию трещин при усадке и поэтому бетоном заливают теплые полы. Тут малое количество трещин критически важно. Для обычной выравнивающей стяжки наличие усадочных трещин — не такая уж проблема. Бюджет же, обычно, ограничен и поэтому чаще выбирают именно цементно-песчаную смесь.
Иногда для стяжки используют составы на основе гипса. Но они боятся влаги, раствор имеет меньший срок жизни, прочность поверхности ниже. Все это делает их непопулярными. Раствор для стяжки на основе гипса в последние годы — редкость.
Марка цементно-песчаного раствора для стяжки: выбор прочности
Какую марку цементно-песчаного раствора используют для стяжки? Раньше могли класть М50 или М75. Сейчас минимально — М150. Почему? Потому что, прежде всего, требования к отделке были гораздо ниже. То, что раньше считалось нормальным — небольшие ямы, каверны, трещины — сейчас неприемлемо. И это не только «эстетика». В большей степени это требования производителей отделочных покрытий. Они требуют практически идеальную поверхность, которая не пылит, а такую дать может только раствор прочностью не ниже М100.
Марка цементно-песчаного раствора для стяжки выбирается исходя из укладываемого напольного покрытия
Есть и другие причины того, что марку раствора используют более высокую. Первая. Никто не уверен в качестве цемента, так что предпочитают перестраховаться, чем переделывать заново. Вторая — современные покрытия требуют ровного прочного основания и раствор для стяжки должен быть прочным. И третье — под самовыравнивающиеся составы или под современный плиточный клей с полимерными добавками низкую марку просто не уложишь. Чтобы две части покрытия не расслоились, разница в прочности должна быть не более 50 единиц. То есть, если выравнивающая смесь имеет прочность М250, раствор для стяжки пола должен быть прочностью М200 и не ниже. То же самое с плиточным клеем. Так что обратите на это внимание.
Пропорции классической стяжки из ЦПС
Классический раствор для стяжки пола, как уже говорили, это цемент с песком, разведенный водой. Пропорция (количество песка на единицу цемента) зависит от требуемой прочности стяжки и марки используемого цемента. Чтобы поверхность пола была прочной, используют недешевый портландцемент марки М400 и выше.
Пропорции раствора для стяжки пола для М150, М200 и М300 при использовании цемента разных марок
Для стяжки пола в подсобных помещениях можно использовать и более дешевый М300. Его пойдет немного больше, но экономия будет. Для основания в доме или квартире под современные покрытия такой цемент лучше не берите. Переделка потребует значительно больше сэкономленного на цементе.
Новичкам в строительном деле кажется, что если взять больше цемента, будет более прочная стяжка. А вот и нет. Для прочности важно правильное соотношение всех компонентов, а избыточное количество цемента может стать причиной понижения прочности. Если хотите более прочную стяжку — используйте качественный цемент и точно отмеряйте пропорции. Воды, кстати, больше брать тоже не стоит. Это повысит текучесть раствора, но увеличит количество усадочных трещин. Так что еще раз: чтобы получить прочный и надежный бетон, надо точно соблюдать пропорции.
Какой брать песок
Песок лучше брать речной, причем — промытый, как минимум двух фракций: крупный и средний. Почему речной? Потому что он имеет острые грани, а это снижает вероятность того, что он осядет в нижние слои. С этим понятно. А зачем мытый? В нем минимум пыли. Чем меньше пыли, тем выше прочность раствора. Песок также нужен разного размера, чтобы прочность раствора была нормальной.
Для стяжки пола нужен песок: речной мытый, двух фракций (не мелкий)
Если на пол собираетесь укладывать дорогое покрытие с высокими требованиями к прочности основания (паркет, паркетная или инженерная доска, виниловая плитка) лучше брать именно такой песок. Меньше будет проблем.
Последовательность замеса
Когда делают раствор для стяжки пола, сначала перемешивают сухие компоненты — цемент и песок. При ручном замесе (в корыте), что закидывать в первую очередь — цемент или песок, особой разницы нет. Если используют бетономешалку, сразу закидывают песок и крутят его пару минут без цемента. Затем, постепенно, обычно лопатами добавляют цемент. После каждой порции ждут, пока он более-менее равномерно распределится, затем закидывают следующую. Добавив все количество вяжущего, перемешивают пока не получат равномерно окрашенную смесь.
Как приготовить раствор выбираете сами: заказать на заводе/в цеху, замесить самостоятельно
Когда сухие компоненты перемешались до получения однородной массы серого цвета, понемногу вводят воду. Ее считают от количества цемента. Обычно на 1 часть цемента берут 0,45-0,55 частей воды. Почему не указывают точно? Потому что количество воды зависит от влажности песка. А воды желательно наливать минимум: так меньше будет трещин при высыхании.
Готовый раствор или пескоцементная смесь
Те, кто хоть раз самостоятельно замешивали ЦПС или бетон, чаще склоняются к покупке готового бетона. Причем не смеси песка и цемента в мешках, а именно бетона из бетономешалки. Да, по деньгам выходит дороже, но времени и сил требуется в разы меньше. Еще один плюс такого решения: заливка без холодных швов. А это значит — меньше трещин и проблем в дальнейшем. Следующий плюс — бетономешалки могут доставить раствор на нужный этаж. Представьте, что вам надо перетаскать пару тонн песка и цемента. Даже если есть грузовой лифт — это нелегко. Может быть и затратно, если платить подсобникам. Поднимать по лестнице «на плечах» — это вообще проблема.
Чтобы вас не заботили пропорции цемента и песка, можно купить готовую смесь в мешках
В чем плюсы покупки готовой пескоцементной смеси в мешках? В том, что пропорция выдержана точно, песок использован нескольких фракций и в нужных количествах. То есть, стяжка гарантированно будет иметь нужную прочность. Минус — цена. Купить то же количество цемента и песка можно за гораздо меньшую сумму. Это если не заморачиваться с фракциями песка. Если же озаботиться и этим, то экономия станет меньше: не все фракции стоят дешево.
Добавки: нужны или нет?
В классический раствор для стяжки пола могут рекомендовать добавить пластификаторы и фиброволокно или другие вещества для микроармирования. Нужны они или нет? Сначала надо понять, что это и для чего.
Делая раствор для стяжки можно обойтись только песком и цементом
Пластифицирующие добавки
Пластификаторы — вещества, которые повышают пластичность ЦПС. Работать с такими растворами проще. Бетон с пластификатором лучше ложится, легче выравнивается, дает более гладкую поверхность. Вообще, если все компоненты нормального качества, хорошо перемешаны, то и с затворенными водой с ними работать несложно. С добавками, конечно, проще. Но фабричные пластификаторы стоят немалых денег, а это увеличивает стоимость стяжки. Добавлять их надо в небольших количествах, но счет при заливке пола в доме идет на кубометры, так что затраты будут ощутимы.
При замесе пропорции раствора надо соблюдать с большой точностью. Чтобы раствор укладывался лучше, добавляют пластификаторы, а не больше воды
Как обычно, умельцы нашли замену фабричным пластификаторам. В раствор добавляют обычное мыло. Расход его совсем небольшой — стакан или около того на одну бетономешалку. Пластичность раствора повышается, так что многие применяют этот тип добавки. Для новичков стоит сказать: не превышайте рекомендованную дозу. Раствор лучше не станет, а хуже вполне может быть. Мыло повышает пластичность, «смазывая» песок, уменьшая его «сцепление» с цементной жижей. Превышение дозировки может привести к снижению прочности стяжки. Так что будьте точны.
Микроармирование
Как известно, при высыхании цементно-песчаный раствор дает усадку. Величина усадки — от 1,5% до 3% от объема. Конкретно процент усадки зависит от количества посторонних примесей (если песок мытый, усадка будет меньше), верно подобранного состава заполнителя (в данном случае песка), точно соблюденных пропорций и еще ряда условий и факторов.
Так выглядит полипропиленовое фиброволокно
Все бы ничего, но при усадке в растворе образуются трещины. Они есть всегда, только большего или меньшего размера, в большем или меньшем количестве. Чтобы уменьшить количество трещин, в раствор добавляют материалы для микроармирования. Чаще всего в быту используется фиброволокно. Оно бывает:
- стекловолоконное;
- базальтовое;
- металлическое;
- полипропиленовое.
Наиболее популярно для бытовых целей полипропиленовое фиброволокно. Оно самое недорогое и дает неплохой результат. Как оно работает? В 100 граммах этой добавки содержится огромное количество синтетических волокон. Они очень тонкие, но синтетика отличается высокой прочностью. Эти волокна хаотично, но равномерно распределяются по всей толще раствора. В бетоне они образуют в пространстве подобие решетки. При возникновении напряжений при высыхании стяжки, они связывают части раствора между собой, уменьшая количество и размеры трещин.
Соблюдать нормы добавки важно
Второй эффект от фиброволокна — более гладкая и прочная поверхность. Так что эта добавка в раствор для стяжки пола более полезна и ее точно стоит использовать. Но снова-таки, строго по рекомендациям. Кажется, что если добавить больше фибры, то трещин будет меньше, но нет. Снизится прочность стяжки.
Расчет объема раствора для стяжки
Чтобы определиться с объемами материалов, надо знать сколько потребуется раствора. Затем, используя необходимые пропорции для стяжки, можно будет вычислить примерное количество песка и цемента. Чтобы провести расчет раствора, нужно знать площадь, на которую будем заливать раствор и толщину слоя.
Площадь заливки вычислить просто: длину комнаты в метрах умножаем на ее ширину. Получаем площадь. Вы уже должны знать максимальный и минимальный слой стяжки. По степени ровности основания, можно определить примерно среднюю толщину. Если найденную площадь умножить на толщину стяжки и получим требуемый объем раствора.
Еще одна таблица с пропорциями раствора для стяжки пола
Давайте рассмотрим пример. Комната 2,8 м на 3,4 м, толщина стяжки — 6 см. Находим площадь заливки — 2,8 * 3,4 = 9,52 м². Чтобы получить кубометры бетона, который нам потребуется, надо 6 см перевести в метры. Для этого 6 см делим на 100. Получаем 0,06 м. Теперь площадь заливки умножаем на эту цифру: 9,52 * 0,06 = 0,5712 м3. То есть, на площадь комнаты 9,5 квадратов при толщине стяжки 6 см потребуется примерно 0,6 кубометра раствора. С таким объемом раствор для стяжки пола точно придется замешивать самостоятельно. Ни один бетонный завод не будет доставлять меньше кубометра раствора.
Если заливать стяжку надо будет сразу в нескольких помещениях, можно сначала посчитать площадь всех помещений под заливку, затем умножить на толщину стяжки. Этот вариант возможен, если нет больших перепадов по высоте между разными помещениями. Если в одной комнате стяжка будет 6 см, в другой 9 см, лучше считать объем для каждого помещения отдельно, а затем сложить результаты.
Расход цемента на стяжку
Если решили раствор для стяжки замешивать самостоятельно, надо определиться с количеством цемента, который вам потребуется. Его можно высчитать исходя из найденного объема раствора. Есть таблицы, в которых приведен расход цемента на стяжку в зависимости от марки раствора и связующего.
Количество цемента в одном кубометре раствора для стяжки
Рассчитаем количество цемента для одного куба стяжки из пескобетона марки М150. Если использовать будем цемент М400, на куб уйдет 400 килограммов цемента (по таблице). Чтобы найти сколько нужно будет цемента для описанного выше примера, надо найденный объем раствора умножить на норму: 0,6 м³ * 400 кг = 240 кг. То есть, на эту комнату надо будет 240 килограммов цемента. Чтобы определить количество мешков, делим эту цифру на массу цемента в мешке.
- Если в мешке 50 кг цемента, надо будет: 240 кг / 50 кг = 4,8 мешка.
- При фасовке по 25 кг: 240 кг / 25 кг = 9,6 мешков.
Другая фасовка тоже бывает, но встречается редко. Когда определитесь с маркой и производителем, можно будет точно рассчитать количество мешков цемента на стяжку пола.
Как рассчитать количество цемента на кубометр песка
Еще расход цемента можно посчитать исходя из имеющегося количества песка. Мало ли. Может кто-то будет закупать песок и чтобы не оставалось остатков, его надо весь израсходовать.
Все о цементно-песчаных смесях: состав, назначение, свойства, преимущества и недостатки
При проведении любых строительных и ремонтных работ, цемент практически никогда не используется в чистом виде. В состав любого цементного раствора, помимо цемента и воды, обязательно должны входить другие строительные материалы, в первую очередь, песок.
О цементно-песчаных смесях и их применении узнаем из статьи.
Приготовление и применение цементно-песчаных смесей регулируется по ГОСТ 28013-98 «Растворы строительные. Общие технические условия».
По основному назначению растворы подразделяют на следующие виды:
- кладочные (в том числе и для монтажных работ);
- облицовочные;
- штукатурные.
Прочность растворов на сжатие в проектном возрасте характеризуют марками: М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200.
В качестве вяжущих материалов применяется портландцемент и шлакопортландцемент по ГОСТ 10178;
В качестве заполнителя используется песок для строительных работ по ГОСТ 8736.
Что такое цементно-песчаная смесь?
Цементно-песчаная смесь – это строительный материал, состоящий из цемента и фракционированного песка обычно включающий добавки, такие, как пластификаторы или армирующие волокна . Использование готовой ЦПС заводского изготовления в сухом виде в мешках уменьшает трудозатраты на приготовление строительных смесей и обеспечивает правильное соотношение ингредиентов. Благодаря легкому применению, готовые смеси стали популярны у строителей.
Фракционированный песок – природный или искусственно полученный песок, просеянный через систему сит, чтобы отделить фракции по размеру: средний, мелкий, очень мелкий, пылеватый. Имеет значение величина частиц. Для приготовления цементно-песчаных смесей предпочтителен песок, имеющий средний размер.
Сухие смеси продаются в готовом виде, но иногда их изготавливают самостоятельно, смешивая песок и цемент в заданной пропорции.
Производители выпускают сухие ЦПС в мешках.
В отличие от стандартизированных по ГОСТ заводских материалов, при самостоятельном замешивании практически невозможно дважды приготовить одинаковую смесь; каждый замес будет немного отличаться.
Для крупного строительства ЦПС заказывают в насыпной форме с заданными характеристиками. Заводские смеси могут содержать крупный песок.
Состав смесей регулируется ГОСТ 28013 «Смеси строительные» и международным стандартом DIN .
Виды цементно-песчаных смесей
Сухие ЦПС классифицируются по следующим признакам:
по процентному содержанию цемента;
по количеству вяжущих составляющих;
по плотности застывшего раствора;
Рассмотрим каждую классификацию.
Толстый и тощий
По процентному содержанию цемента смеси делятся на три вида:
Чем выше содержание цемента в смеси, тем быстрее застывает раствор.
Жирные смеси
Соотношение песка к цементу ниже, чем 3:1. Недостаток жирной смеси – склонность к растрескиванию готового бетона. Чтобы предотвратить его, для производства жирных смесей используют цемент высоких марок.
Нормальные смеси
На 3-5 частей песка 1 часть цемента.
Тощие смеси
Соотношение песка и цемента – выше, чем 5:1. Смеси, имеющие тощий состав, медленно застывают и имеют склонность осыпаться со временем. Цемент высоких марок помогает избежать этого.
Вяжущие составляющие
В составе цементно-песчаной смеси цемент выступает как связующее вещество, то есть тот компонент, который вступает в реакцию с водой с последующим образованием твердого материала (бетонного камня).
Помимо цемента, в состав смеси могут входить другие связующие компоненты:
Цемент является вяжущим веществом водного твердения, а гипс, известь и соединения магния – воздушного твердения.
Варианты смеси, содержащие в качестве вяжущего только цемент, называются простыми, смеси с добавлением вяжущих воздушного твердения – сложными.
Штукатурные смеси на основе цемента имеют следующие преимущества:
подходят для наружных и внутренних отделочных и реставрационных работ;
обеспечивают прочное и долговечное в эксплуатации покрытие;
хорошая адгезия с гладкими поверхностями (пеноблоки, газобетон, гладкий камень, ранее оштукатуренные поверхности);
небольшой расход на пористых поверхностях;
стоимость в 1,5-2 раза ниже, чем у гипсовых;
влагостойкость, что позволяет применять при наружных работах в доме и при отделке кухонь и ванных комнат.
Недостатки цементных штукатурок:
сложное нанесение в несколько слоев или этапов;
длительное высыхание покрытия;
низкие декоративные свойства покрытия.
Преимущества смесей с добавлением гипса:
хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства покрытия;
белый цвет и восприимчивость к декоративной отделке, в том числе, объемной.
Недостатки штукатурки с добавлением гипса:
низкая влагостойкость и непригодность для наружных работ;
более низкая, чем у цементной штукатурки, прочность.
Легкие и тяжелые
По плотности застывшего раствора различают:
тяжелые смеси (свыше 1500 кг/м3);
легкие смеси (до 1500 кг/м3).
Маркировка смесей по прочности, технологические характеристики ЦПС и применение разных типов смесей
Таблица 1. Марки цемента и пропорции смешивания для получения смеси нужной марки
В зависимости от прочности на сжатие, смеси маркируются буквой «М» с численным обозначением:
М10-М25 – смеси с глиной.
М50-М100 – смеси с добавлением извести, за счет чего содержание цемента снижено. Используются для штукатурных и ремонтных работ, выравнивания и устранения мелких дефектов, таких, как трещины, выбоины, щели.
М150 – универсальные смеси. Применяются для кладочных и штукатурных работ, приготовления растворов для стяжек и ремонтных работ. Рекомендуемая толщина слоя – 5-50 мм, расход – около 16,5 кг/м2 при толщине слоя 10 мм. Время схватывания 2 часа, отвердевания – 24 часа.
М200 – монтажно-кладочные смеси. Выпускаются в различных модификациях для разных типов работ (приготовления штукатурного или кладочного раствора для кирпича, залива стяжек). Расход при толщине 1 см – около 15-17 кг/м2.
М300 и смеси для особо прочных бетонов. Называются пескобетоном. Более дорогие, чем смеси М150, пескобетоны имеют более узкую область применения. Используются в случае, когда необходима особая прочность изделий (кладочные растворы для монтажа блочных конструкций, плиты, массивные стяжки). Не подходят для штукатурных работ.
Таблица 2. Марки и свойства смесей
В соответствии с требованиями ГОСТ, число рядом с буквой «М» показывает, какую нагрузку на сжатие может выдержать застывший раствор, приготовленный из данной смеси.
Смеси разного назначения
Таблица 3. Состав и назначение смесей
В зависимости от назначения, смеси делятся на следующие типы:
Смеси для стяжек. Изготавливаются на основе цемента ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108—2016 (марки М400),и песка в пропорции 1:2 или ЦЕМ I 42,5Н ГОСТ 31108—2016 (марки М500),с песком 1:3. Для уменьшения риска появления трещин в стяжке добавляется синтетическое фиброволокно (0,7-0,9 кг на куб смеси).
Смеси для кладки кирпича. Соотношение цемента и песка от 1:3 до 1:5.
Смеси для штукатурки. Изготавливаются на основе цемента М200 или М300. Пропорция – 1 часть цемента на 3 части песка.
Цементно-песчаные смеси так же, как и цемент, теряют свойства при длительном хранении. Через год прочность уменьшается наполовину. В открытой упаковке утрата свойств материала происходит быстрее.
Дорогие и… не очень
Цементно-песчаные смеси по цене классифицируют на три группы:
«Г а рцовки». Дороже, чем строительные материалы, закупленные по отдельности, в 2-2,5 раза. В состав смесей входит особый цемент.
Смеси на основе цемента с добавками реологического типа, повышающими адгезию и водоудерживающие характеристики смеси. Используются при замесе растворов для оштукатуривания и укладки плитки.
Смеси с поверхностными добавками, устойчивые к истиранию. Самые дорогостоящие.
В состав цементно-песчаных смесей могут входить присадки, придающие им особые свойства:
Пластификаторы . Придают раствору пластичность и подвижность, что позволяет снизить расход цемента и воды, улучшить удобоукладываемость смеси, избавляют от пузырьков воздуха, повышая плотность бетонного камня, уменьшают усадку и снижают риск появления трещин. Используются при заливе фундаментов, стяжек, теплых полов.
Регуляторы скорости твердения . Позволяют ускорить или замедлить твердение материала.
Добавки для морозостойкости . Имеют большое значение для проведения бетонных работ при температурах ниже 0 град. Цельсия.
Присадки, обеспечивающие способность бетона удерживать воду, уменьшающие количество несвязанной воды. Применяются при работах по влагопоглощающим основаниям (силикатному кирпичу, пенобетону).
Расход цементно-песчаных смесей
Таблица 4. Состав смесей и расход компонентов
Смеси расходуются в зависимости от типов работ и толщины нанесенного слоя. Для точного расчета используемых материалов можно изготовить образец для испытаний и отталкиваться от его показателей.
Для залива стяжки
Чтобы рассчитать количество материала для стяжки, необходимо найти кубатуру раствора, используемого для залива. Для этого необходимо площадь пола помещения умножить на толщину слоя, величина которого для стяжки редко превышает 30 см. К примеру, в случае заливки стяжки толщиной 10 см в помещении с полом площадью 100 м2, понадобится 10 кубометров раствора, для приготовления которого нужно от 555 до 713 кг сухой смеси (в зависимости от ее марки).
Чем выше марка смеси, тем выше ее плотность. Для приготовления куба раствора из смеси М100 понадобится 550-600 кг или 700 кг смеси ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108—2016 (марки М400).
Полусухая смесь для стяжек
Для изготовления стяжек могут использоваться полусухие смеси. Жесткие (полусухие) смеси отличаются пониженным содержанием воды. В состав данных смесей, помимо цемента, песка и воды, входят фиброволокно , пластификатор и, при необходимости, противоморозные присадки . Подача полусухой смеси осуществляется по шлангам с помощью специального устройства с насосом. Из полусухой смеси изготавливаются маяки, и производится заливка.
Преимущества полусухой смеси:
выполнение стяжки в один прием;
снижение усадки и образования трещин.
Полусухая стяжка – высокотехнологичный процесс, позволяющий повысить качество работ.
Мокрая стяжка
Выполняется из цементно-песчаных смесей марок М150-300. Сухая смесь затворяется водой на месте. Поверхности под заливку предварительно грунтуют. Грунтовка образует тонкую пленку, имеющую повышенные адгезионные свойства. Грунтовая пленка удерживает влагу в стяжке.
Коэффициент теплопроводности цементно-песчаной стяжки
Теплопроводность стяжки пола зависит от процентного соотношения цемента и песка. Обычный цементно-песчаный раствор имеет коэффициент теплопроводности 1,2 Вт/м*К, что означает высокую теплопроводность материала и значительные теплопотери, то есть пол будет холодным, а на отопление будет уходить больше средств.
Коэффициент теплопроводности стяжки при инженерных расчетах выбирается из справочных таблиц, в которых приведены показатели в зависимости от используемого материала. Коэффициент теплопроводности строительных и теплоизоляционных материалов составляет 0,02-2,1 Вт/м*К и зависит от температуры (возрастает с повышением температуры). При увеличении плотности материала он растет, но наличие полостей, пор и воздушных прослоек не позволяет считать материал однородным. Поскольку коэффициент теплопроводности газов находится в пределах 0,004 до 0,4 Вт/м*К , общая плотность уменьшается; в этом случае уменьшается теплопередача, а коэффициент теплопроводности стяжки снижается.
В качестве теплоизоляционного наполнителя, снижающего теплопроводность стяжки пола, можно использовать керамзит или вспученный перлит, однако, чем больше наполнителя, тем менее прочной будет стяжка. Кроме того, крупный наполнитель затрудняет формирование ровной поверхности пола.
Для оштукатуривания стен
Расход материала можно определить только приблизительно, ведь стены бывают неровными, с выступами, впадинами, зазорами.
Поэтому для расчетов определяется средняя глубина слоя.
Толщина слоя штукатурки составляет 5-30 мм. В состав штукатурного раствора часто добавляют известь, что снижает расход ЦПС.
При толщине слоя 10 мм расход смеси М400 на 1 м2 составляет 1,6 кг, М500 – 1,4 кг.
Для кладки кирпича
При кладочных работах применяется смесь М100 или М200. На кладку 1 м3 стены требуется 250 г сухой ЦПС.
Необходимо уточнять данные по нормативной документации.
Как сэкономить ЦПС
Для уменьшения расхода ЦПС применяют наполнители:
керамзит для снижения теплопроводности при заливе стяжек;
известковый раствор для штукатурки.
Кроме того, можно применять высокомарочный цемент, уменьшив его количество в смеси или производить забутовку фундаментов для уменьшения расходования раствора.
Достоинства и недостатки цементно-песчаных смесей
Популярность ЦПС обусловлена преимуществами, которые обеспечивает их применение:
Уменьшение количество необходимых операций при замесе раствора.
Удобство при изготовлении растворов (не надо производить расчеты составляющих).
Наличие в составе дополнительных присадок, обеспечивающих требуемые свойства бетона, добавленных в нужном процентном соотношении.
Стандартизированный состав с предсказуемыми характеристиками.
Недостаток ЦПС – более высокая цена по сравнению с песком и цементом, закупленными по отдельности.
Ошибки при применении смесей
Сбалансированные по составу стандартные смеси заводского производства обеспечивают требуемый результат. Но иногда нужный результат не получается; причиной тому могут быть следующие ошибки:
Лежалая смесь. С каждым месяцем хранения свойства цемента ослабевают, и марка смеси понижается.
Неправильный выбор марки смеси, например, слабая смесь – для заливки фундамента.
Пренебрежение особыми условиями, например, использование смеси без противоморозных присадок при низких температурах.
Нарушение условий отделочных работ (каждый последующий слой должен быть равным или убывать по прочности в сравнении с предыдущим).
Неправильная подготовка основания.
При самостоятельном приготовлении ЦПС несоблюдение пропорций, использование слишком мелкого или пылеватого песка, материала, загрязненного глиной или долго пролежавшего цемента.
Рекомендации и правила
При использовании лежалого цемента следует увеличить его расход.
При самостоятельном приготовлении цементно-песчаной смеси следует учитывать, что инструкции носят рекомендательный характер; на практике точно выдержать все соотношения по ГОСТ невозможно, и каждый новый замес будет отличаться от других.
Через 1-1,5 часа после замешивания бетонный раствор начинает схватываться, поэтому при оштукатуривании не замешивают большие объемы смеси сразу.
Трещины и выбоины в основании могут серьезно увеличить расход материала, поэтому имеет смысл заложить в расчеты дополнительные 10-20%.
При внесении наполнителей в целях экономии ЦПС, следует учитывать, что свойства бетона изменятся.
При замешивании проверить состояние смеси, проведя по ней мастерком. Рваный след говорит о недостатке воды, расплывчатый след – об ее избытке.
Цементно-песчаные смеси упрощают процесс приготовления строительного раствора. Их широкое разнообразие по составу, техническим характеристикам, особым свойствам и стоимости удовлетворяет любые потребности строительных, отделочных и ремонтных работ. Качественные смеси экономят время и силы и гарантируют результат.
Пластифицирующие добавки представлены в каталоге на нашем сайте.
