Какой щебень нельзя использовать в бетоне. Какая должна быть фракция щебня (гравия) для бетона М300: какой щебень лучше, размер, марка. Какой фракции щебень нужен для бетона
Большинство из нас знают, что бетон изготовляется из смеси цемента, песка и воды. В зависимости от требуемой прочности будущего раствора, пропорции создания этой смеси могут быть разными, но ингредиенты не меняются. Иногда, для особого типа бетона, в цементную смесь добавляются и другие составные части в незначительных количествах, но в целом принцип создания бетона не меняется. Здесь у многих возникает вопрос: в каких тогда случаях в бетон добавляют щебень и для чего он нужен?
Щебень - это также строительный материал. Его получают методом дробления камней горных пород на мелкие фракции размером от 5 до 70 и более миллиметров. Как известно, щебень обладает неровной поверхностью.
Существует несколько разновидностей щебня, каждая из которых применяется в определённом виде строительных работ:
- гранитный;
- гравийный;
- известняковый;
- шлаковый или искусственный.
Наиболее оптимальным для применения в строительстве считается гранитный щебень. Однако стоит учитывать, что он и самый дорогой по цене.
Щебень добавляют в бетон по нескольким причинам, одна из которых состоит в том, что щебень, как более дешевый материал по сравнению с цементом, но обладающим высокой степенью плотности и твёрдости, отлично его заменяет при создании бетонной смеси. Кроме этого, у щебня есть и другие преимущества по сравнению с цементом. Он уменьшает ползучесть, и процент усадки смеси. Бетон с применением щебня намного реже трескается, чем обычная цементная смесь, а его плотность и водонепроницаемость гораздо выше.
Добавляя щебень в бетон, следует учитывать и некоторые нюансы. Несмотря на то, что щебень по строительной терминологии является крупным наполнителем и значительно увеличивает плотность готовой бетонной смеси, добавлять его в смесь песка и цемента следует осторожно. Чтобы не появились воздушные ямы возле отдельных фракций щебня, лучше всего крупные частицы щебня перемешать с мелкими частицами щебня и песком. То есть, если вы хотите изготовить крепкий бетон, в него недостаточно добавить лишь крупный гранитный щебень, обладающий повышенной твёрдостью - гораздо эффективнее будет смешать крупный, средний и мелкий щебень со смесью песка и цемента. Это позволит вам изготовить действительно прочный и надёжный бетон, минимизируя количество цемента в общей смеси.
Добавлять лишь мелкий щебень - не слишком эффективная затея. Для того чтобы получить прочный бетон, понадобится не так уж мало цемента, поэтому эффект будет не такой значительный, как от применения щебня разного размера.
Чаще всего бетон с использованием щебня изготовляют при создании гидротехнических железобетонных сооружений, туннелей, элементов мостов, каменных опор, заборов и различных фундаментов. Очень широко гравий применяется в декоративной архитектуре и ландшафтном дизайне. Без щебня крупной фракции не обходится ни одно строительство железных и автомобильных дорог.
Если вы собираетесь добавлять щебень в бетон, вам следует учесть, что огромное значение для прочности бетонной смеси оказывает отсутствие пыли и иных примесей в щебне. По ГОСТ их содержание не должно превышать 1-2% от общей массы щебня. Для того чтобы добиться чистоты щебня, его можно промыть напором воды из шланга.
Несмотря на то, что во многих случаях щебень добавляется в бетон, чтобы удешевить его себестоимость, уменьшая количество цемента, крайне не рекомендуется в строительных работах, особенно в укладке фундамента, применять вторичный щебень. Несмотря на относительную дешевизну, его плотность заметно ниже, чем у нового щебня.
Все смеси для приготовления бетонных растворов состоят из 3-х основных компонентов, один из которых называется «заполнитель» (наполнитель). В качестве такового используются различные материалы, в том числе, и с разными параметрами. Поэтому ответов касательно даже именно щебня может быть несколько.
Во-первых , промышленность выпускает несколько видов подобной продукции, которые отличаются как химическим, структурным составом, так и определенными свойствами (в частности, прочностью).
Во-вторых , щебень даже одного вида может иметь различные размеры фракций (гранул), поэтому и подразделяется на крупный, мелкий или средний.
В-третьих , немаловажно и то, для каких целей готовится бетонный раствор, каковы специфика его применения и дальнейшей эксплуатации «созданной» из него конструкции.
Например, если предусматривается заливка фундамента, то бетон должен быть достаточно прочным. В то же время, если использовать щебенку с крупными фракциями, то «растаскивать» раствор по опалубке, уплотнять его (хоть вручную, хоть вибратором) будет довольно тяжело. А если она довольно сложной конфигурации, с плотным арматурным каркасом, что довольно часто бывает при индивидуальном строительстве?
Для обустройства бетонного пола использовать тот же раствор – не по-хозяйски, так как можно приготовить и более «дешевый». К тому же и щебень берется самый мелкий, так как толщина такого пола, как правило, небольшая.
Как видно из вышеизложенного, в выборе щебенки для бетона существует множество нюансов. Поэтому стоит сразу отметить, что не следует руководствоваться какой-то единой рекомендацией, тем более якобы «все знающих» людей. Понятно, что универсального «рецепта» не может быть в принципе. И все-таки есть определенные критерии, которые и следует учитывать.
- Прочность конечного продукта определяется соответствующей характеристикой заполнителя. Например, из щебенки марки «600» получить бетон М500 невозможно.
Для общего руководства приведем примерное соответствие прочности затвердевшего раствора и наполнителя (бетон – щебень):
М100 – М600;
М200 – М800;
М300 – М1000;
М400 (500) – М1200.
Если при использовании определенной марки щебня все-таки требуется повысить степень прочности бетона, то необходимо увеличить долю цемента в приготовляемом растворе. В некоторых источниках указывается, что для экономии можно добавить песка. Это неверно, так как данный материал не является «определяющим» в этом плане.
- Для обеспечения заданной прочности конечного продукта нельзя использовать наполнитель с одинаковыми размерами гранул. Это приводит к тому, что объем «заливки» будет заполнен ими неравномерно; возможно образование множества пустот, что, естественно, снижает прочностные характеристики бетона (на растяжение, смещение, сжатие).
Для фундаментов под массивные сооружения специалисты рекомендуют использовать не крупный, а более мелкий щебень (с размерами 5 – 20 и 5 – 10). Это обойдется несколько дороже, зато получится надежнее. В других случаях следует брать разные виды щебенки (по размерам гранул) и смешивать. Мелкие фракции обеспечат заполнение пустот, которые образуются между крупными, следовательно, плотность массы повысится.
- Стоит обратить внимание и на такую характеристику щебенки, как «лещадность». Она показывает степень «плоскости» камушка. У более кубовидных гранул лещадность ниже. Использование щебня, имеющего довольно высокую данную характеристику (с более плоскими фракциями) влечет повышение расхода вяжущего, что с экономической точки зрения не всегда оправданно.
Кроме того, такой раствор довольно сложно уплотнять, так как плоская щебенка хуже трамбуется.
Для заглубленных фундаментов лучше не использовать, а вот, например, для отмосток она вполне подойдет.
- Особенности нашего климата заставляют учитывать и такую характеристику материалов, как устойчивость к низким температурам. По этому «параметру» лидером среди однотипной продукции является щебень из гранитных пород.
Для нашего климата нецелесообразно (особенно для фундамента) использовать щебень с показателем «F» ниже 150. В противном случае придется дополнительно утеплять поверхности, что связано как с материальными, так и с временными затратами.
- Сейчас довольно большое внимание уделяется вопросам экологии. Щебенка имеет определенную радиоактивность. Этот показатель имеет свои классы и отражается в сертификате на продукцию.
Щебень 1-го класса желательно использовать только для обустройства фундаментов.
Практика показывает, что для приготовления бетонных растворов ниже 250-й марки в целях оптимизации денежных расходов выгоднее использовать гравий. Для растворов от М300 и выше берется щебень.
Если бетон необходим для возведения фундамента, то в качестве наполнителя следует применять щебень гранитный.
В случае ограниченности в возможностях выбора продукции следует ориентироваться на гранитный щебень 5 – 20. Растворы на его основе более универсальны и могут использоваться для различных видов работ (основания, перекрытия, отмостки и в ряде других случаев).
Если повышать плотность за счет использования более мелких фракций, то нужно учесть, что вяжущего (цемента) понадобится значительно больше. А это приведет к существенному увеличению стоимости строительства, так как данный материал – самый дорогой (из состава смеси для бетонного раствора).
Для снижения стоимости работ можно смешивать щебни гранитные и гравийные, так как последний материал – более дешевый.
В данной статье рассматривается вопрос о подборе щебня для средних и тяжелых бетонов. Хотя, как отмечалось, имеется несколько его разновидностей – шлаковый, вторичный, известковый и некоторые другие. Если готовится, например, бетон ячеистый, то понятно, что использовать щебенку гранитных пород нет смысла, так как при этом аннулируется такое преимущество пенобетона (или газобетона), как малый вес.
Приступая к строительным работам с использованием бетонных смесей необходимо ясно понимать какой фракции понадобится щебень для бетона. Заполнитель раствора составляет наибольшую долю объема, поэтому щебень для определения качества бетона не меньше важен чем цемент. Именно от щебня зависит долговечность и прочность бетона, он определяет пластичность раствора, уменьшает усадку и расход цемента, снижая стоимость работ.
Бетонный щебень выбирается исходя из задач, решаемых при строительстве и эксплуатации готовых конструкций из бетона. Давление которой подвергается бетонная дорожка многократно отличается от нагрузки на фундамент здания. Так же, как и условия для фундаментов легких построек отличаются от требований к фундаментам многоэтажных зданий. И хотя на выбор щебня для бетона оказывают влияние множество факторов, однако существуют определенные правила, которые необходимо соблюдать.
Для заливки фундамента под строительство большого сооружения используется смесь мелких фракций 5 - 20 или 5 - 10 мм гранитного щебня. Зерна кубовидной формы хорошо трамбуются между собой. Крупное зерно в 20 мм дает прочность раствору, а более мелкие зерна от 5 мм заполняют пустоты межу крупными образуя плотную массу. Такой бетон обладает хорошей прочностью и морозостойкостью, но повышает расход цемента.
Для фундаментов под небольшие строения подойдет гравийный щебень средней фракции 20-40 мм. Раствор со средним размером зерна менее пластичен и тяжелее трамбуется и армируется, но обладает запасом прочности и невысокой ценой.
Для бетонных полов, дорожек, отмосток, тротуарных плиток используют известняковые и вторичные виды щебня с зерном мелких фракций, и повышенной лещадностью. Щебень с пластинчатой формой зерна повышает расход цемента, и плохо трамбуется, но наиболее экономичен.
Использование щебня из горных пород нормируется ГОСТом 8267, из металлургического шлака ГОСТом 5578, и из ТЭЦ шлаков ГОСТом 26644.
Так как бетон набирает прочность в течении полугода и более, прочность щебня для гарантии надежности берется на три - пять марок выше.
|
Марка прочности бетона |
Марка прочности щебня |
Наибольшей прочностью обладает гранитный щебень его прочность соответствует маркам М1200 - М1400, а морозостойкость марке F400. Применяется в ответственных конструкциях требующих качественного бетона, но наиболее дорогой.
Гравийный щебень немного уступает в характеристиках, но дешевле гранитного, и классифицируется марками М800 – М1000 и F200. Применяется как самостоятельно так в смеси с гранитным для удешевления строительства.
Оба вида щебня применяются для изготовления тяжелых бетонов. Известняковый, вторичный и шлаковый используются для получения легких бетонов.
Форма зерен щебня влияет на качество бетона, чем она больше напоминает куб, тем плотнее она ляжет в заданный объем и тем больше его прочностью. Пластинчатая и игольчатая форма зерен образуют рыхлый раствор, менее прочны и хуже трамбуются.
В бетонных растворах используется щебень с зерном от 5 до 70 мм. Чем мельче щебень, тем выше его стоимость, так как он требует больших затрат на производство.
Для заливки фундаментов под индивидуальные коттеджи чаще употребляют мелкие фракции щебня 3 – 8 мм; 5 – 10 мм; 10 – 20 мм и 5 - 20 мм. Их используют как в одиночку, так и для экономии, в смеси со средними фракциями. Для заливки армированного пояса преимущество так же отдается мелким фракциям 5 - 10 мм и 10 - 20 мм. Наименьший размер опалубки редко достигает 35 см и средние фракции хуже заполняют армированные пояса и образуют много пустот.
Щебень средней фракции 20 - 40 мм применяют в фундаментах домов, перекрытиях, изготовлении балок, полов, несущих конструкций. Её используют как в частном строительстве, так и для возведения промышленных объектов.
Крупные фракции щебня 25-60 мм; 20-70 мм; 40–70 мм используется при больших объемах бетонных работ при возведении многоэтажных зданий. И применяется в смеси со щебнем средних и мелких фракций. Для индивидуальных домов эта фракция почти не используется.
В любую бетонную смесь необходимо добавлять дополнительные составляющие, от которых будет зависеть финальная прочность и все важные характеристики. Чтобы получить качественный состав необходимо использовать несколько элементов – вода, цемент и качественный наполнитель. В качестве наполнителя в большинстве случаях используют щебень для бетона, который имеет хорошие характеристики, подходящие для строительства. Чтобы получить качественный состав, необходимо изучить все главные характеристики щебня, а также разновидности, что можно использовать.
Опытные строители знают, что для приготовления бетона, необходимо использовать цемент, песок и воду. Чтобы получить разную прочность, используют различные пропорции, но все компоненты остаются неизменными.
Но в некоторых случаях для создания особо прочного бетона, в смесь добавляют иные составные компоненты, но при этом принцип создания раствора меняться не будет. В качестве наполнителя используют такой строительный материал, как щебень. Как многим известно, у этого камня неровная поверхность, а потому сцепление полученного состава будет намного лучше.
Добавление щебня в бетон стало популярно по нескольким основным причинам, одна из которых – материал наиболее дешёвый по сравнению с цементом, но у него большая твердость и плотность. Кроме того, при добавлении щебня в бетонный раствор, понижается ползучесть, и процент усадки смеси.
Бетон, в котором будет присутствовать щебень, также меньше станет трескаться, чем обычный цементный раствор, но при этом повысится водонепроницаемость, а также плотность состава.
Когда в бетон добавляют щебень, следует знать об определённых нюансах. Даже несмотря на тот факт, что щебень довольно крупный наполнитель и увеличивает плотность смеси, его нужно очень аккуратно добавлять в состав. Возможно образование «воздушных ям». Это говорит о том, что при изготовлении крепкого бетона, нельзя добавлять в раствор только крупный щебень с повышенной твердостью. Эффективнее получится смешивание разных фракций разного диаметра с цементом и песком. Таким образом, можно изготовить действительно прочный и надежный состав, при этом сэкономив на цементе, который засыпается в общую смесь.
Также не следует добавлять в состав только щебень мелкой фракции. Чтобы получить качественный бетон, цемента потребуется не так уж и много, а потому и эффект будет гораздо заметнее, если использовать разные размеры камней.
Бетон с щебнем очень часто используется для разведения гидротехнических железобетонных сооружений, мостов, тоннелей, опор из камня и возведении различных фундаментов. Также гравий часто применяется в декоративных целях при возведении ландшафтного дизайна. Щебень крупной фракции незаменим в строительных целях при возведении дорог.
Если есть желание в бетон добавить щебень, также необходимо учитывать, что на качество и прочность смеси будет влиять отсутствие пыли и других примесей. Именно поэтому желательно изучить при покупке щебня ГОСТы. Содержание примесей не должно превышать 2% общей массы. Чем меньше показатель, тем качественнее получится смесь. Если есть какие-то сомнения после покупки, то щебень следует промыть водой из-под шланга. Таким образом, можно будет убрать большое количество примесей.
Основные характеристики щебня
Главные характеристики:
- Средняя плотность должна составлять 1,4-3 грамма на кубический сантиметр.
- Прочность на сжатие определяется пределом прочности горной породы при зажатии и дробимости получаемого материала.
- Лещадность. Это характеристика, что определяет плоскость щебня. В строительстве применяются угловатые пластинчатые формы материала. В зависимости от этого имеется несколько разновидностей групп камня. Самой хорошей и лучшей считается кубовидная форма, поскольку с помощью неё добиваются хорошей утрамбовки.
- Фракция щебня для бетона. Этот параметр определяет размеры используемого материала.
- Морозостойкость. Этот показатель укажет, в каких температурных диапазонах можно использовать щебень. Используется для маркировки литера F, а также число указываемое на циклы, которые сможет выдержать щебень при оттаивании и заморозке. Самым хорошим качеством обладает щебень с маркировкой F300. Этот параметр особенно важно соблюдать в условиях российского строительства, поскольку температура воздуха зимой и летом сильно отличается.
- Радиоактивность. Этот параметр указывает на естественный радиоактивный фон материала. Если на упаковке написан первый класс, то его можно использовать в любых работах. Второй класс применяют для возведения дорожных полотен.
Классификация щебня
В зависимости от способа добычи материала, щебень подразделяется на несколько разновидностей.
Гранитный
Гранитный щебень представляет собой нерудный материал, извлекаемый из твердых пород. В большинстве случаев для добычи используется монолитная скала. Чтобы добыть качественный материал, используют ГОСТ 8267-93.
Разновидности фракций в миллиметрах:
- 5-10;
- 5-20;
- 20-40;
- 40-70;
- 70-120.
Самым востребованным в строительстве считается фракция с диаметром 5-20 мм, которые довольно часто применяются для строительства асфальта и создания бетона.
Такая разновидность щебня применяется для возведения железобетонных конструкций, при строительстве дорог, а также ж/д путей, тротуаров и дорожных площадок.
Гравийный
Эта разновидность материала производится рассеиванием после добычи из карьеров. Также камни получают при дроблении скал. При добыче применяют ГОСТ 8267-93. По уровню прочности материал не уступает предыдущей разновидности. К достоинству материала относят малый радиационный фон, а также низкую стоимость.
Строительные материалы подразделяются на несколько разновидностей:
- Гравий – камни речного и морского происхождения.
- Дробленый щебень, который производится после обработки жестких пород.
Фракции в миллиметрах:
- 3-10;
- 5-40;
- 5-20;
- 20-40.
Материал применяется для заполнения железобетонных конструкций, а также в гражданском строительстве, при возведении площадок и пешеходных дорожек.
Известняковый
Подобная разновидность получается переработкой осадочных горных пород, известняка. Щебень представляет собой карбонат кальция и продается по самым минимальным ценам.
Имеется несколько фракций (в миллиметрах):
- 20-40;
- 5-20;
- 40-70.
Известняковый вид используется для стекольной и полиграфической промышленности, при производстве цементных растворов, а также при строительстве дорог, на которые прикладывается небольшая нагрузка.
Шлаковый
Шлаковый щебень – это фрикционные отходы, используемые для производства некоторых видов химикатов. В зависимости от размера щебень разделяется на несколько разновидностей по размерам:
- Крупный.
- Средний.
- Мелкий.
- Щебень отсев.
Вторичный
Материал получают после переработки строительного мусора, бетона, кирпича или асфальта. При производстве придерживаются ГОСТа 25137-82. Такой материал производится по такой же технологии, как и другие разновидности щебня. Основным преимуществом является малая стоимость. По прочности и морозостойкости уступает натуральным разновидностям камней. Несмотря на не самые высокие характеристики, щебень применяют в дорожном строительстве, чтобы укрепить слабый грунт. Его используют как заполнитель для бетонного раствора. Перед покупкой желательно выбрать конкретный вид строительного материала, который подойдёт для определённой цели, а также прочитать сертификат качества, которые должен предоставлять каждый продавец.
Критерии выбора
Чтобы для бетона приобрести качественный щебень, необходимо ознакомиться с основными критериями выбора. От этого будет зависеть качество получаемого состава.
Фракция
Важно правильно выбрать правильный гравий или щебень – какой фракции, если быть точнее. Фракция щебня – это совокупность различных частиц примерно одного размера в заливаем бетоне. Щебень будет составлять большую часть всего раствора, а, следовательно, именно от его характеристик будет зависеть качество получаемого фундамента.
Щебень, добавляемый в бетон, сведет к минимуму процесс усадки, а также повысит прочностные характеристики, сделает фундамент более устойчивым к нагрузкам. Прочность раствора будет зависеть от прочности смешивания бетона. На этот показатель прямое значение оказывает плотность бетона. Чтобы понизить количество образуемых пустот в растворе, необходимо правильно подобрать фракцию щебня, а также песка. Самый оптимальный вариант – использовать щебень крупной и мелкой фракции, чтобы пустоты между большими элементами заполнились маленькими частицами.
Соотношение марки бетона и марки щебня
Связующим звеном в любом бетонном составе является цемент. Хорошим для бетона считают Портландцемент, имеющий 80% силикатов кальция в своем составе. Повышенное содержание этого вещества обеспечивают хорошую адгезию получаемого раствора. Показатели устойчивости к морозам также высоки, что особенно важно в условиях строительства в России. Для строительства обычно используют цемент марки М500. Его необходимо хранить в специально подготовленных помещениях.
Щебень необходим для придания прочности бетона. В большинстве случаев фракции используются от 8 до 40 миллиметров. Важно следить, чтобы в состав не падали различные примеси и грязь. Если раствор готовится своими руками, то используют несколько разновидностей щебня, имеющих разную форму.
Чтобы подобрать идеальное соотношение всех компонентов, следует ознакомиться с требованиями производителя для определенной марки цемента и марки щебня. К примеру, чтобы создать беседку и клумбу, а также маленькие дорожки можно использовать обычный цемент М100. Для возведения частного дома М250. Для конструкций, которые будут подвергаться большим нагрузкам – М400 или выше. Нет необходимости выбрать марку с запасом, поскольку таким образом можно будет бесполезно потратить деньги на необходимую смесь.
Также имеется вариант воспользоваться онлайн калькулятором расчёта и вычислить все пропорции.
Изучив эту информацию, можно понять, какой щебень нужен для бетона.
