Какой щебень нужен для приготовления бетона. Как выбрать правильную фракцию щебня для изготовления железобетонной конструкции? Виды и характеристики
01.06.2018
Бетон является современным строительным материалом, который предполагает использование смеси цемента с водой, песком и любым другим твердым материалом. Чаще всего из твердых материалов применяют щебенку, благодаря её особым свойствам и хорошим возможностям для разностороннего применения. Но она бывает разной и если хотите заказать щебень, вам стоит определиться с тем, какая фракция щебня нужна для бетона.
Почему щебень - хороший наполнитель для бетона
Щебень изготавливается из твёрдых горных залежей, зернистость которого пребывает на уровне 0,05-0,7 см по европейским стандартам. Этот материал для укладки стоит использовать из-за следующих преимуществ:
Щебень стоит определять, как крупный заполнитель, что позволяет свести на нет все процессы шаткости и спрессованности конструкции. В связи с этим, его применение способствует увеличению качества всей смеси.
Добавление щебня формирует скелет бетонной конструкции, в которой заполнитель может составлять до 90%.
Больше всего расход финансовых средств приходится на цемент. Для экономии финансовых средств нужно стремиться к уменьшению затрат с поддержанием достаточного качества. Самым важным параметром качества и его показателем определена прочность, которая зависит от общей плотности массы. С этой целью подбирают специального размера щебенку, которая при уплотнении могут распределиться более мелкими. Из этого можно сделать вывод, что хороший бетон предполагает наличие разных фракций материала.
Фракционное деление щебня
Чтобы говорить о том, какой щебень для бетона подойдет лучше всего, стоит понять, что собой представляет фракция. Фракция определяется, как не что иное, как разделение частиц в группы по одинаковым размерам.
После дробления материала получаем следующие фракционные показатели:
- 0,05-0,1; 0,05-0,2 см;
- 0,1-0,15; 0,1-0,2 см;
- 0,15-0,2 см;
- 0,2-0,4 и 0,4-0,8 см;
Однако по индивидуальному заказу можно получить щебень зернистостью вплоть до 1,5 см.
Немного слов о правильном подборе фракции для смеси
Чаще всего для смеси используют щебень, частицы которого можно отнести к первой фракции. При том, что указанный вариант не является экономичным с финансовой точки зрения, он остается популярным по причине высокого качества получаемой смеси. При использовании более крупных фракций бетон не будет равномерно заполнен твердым материалом, что существенно снизит прочность конструкции.
Важным аспектом при определении фракционной составляющей имеет последующая область использования бетонной смеси. Сориентироваться вам поможет следующая таблица:
Как понятно из таблицы, фракция определяется исходя из масштаба деятельности и нужной стойкости затвердевшей смеси.
На стойкости смеси также сказывается и твердость заполняющего материала, которую нужно подбирать следующим образом:
Не стоит воспринимать приведенные данные, как незыблемую истину. Отклонения более чем возможны и они устраняются за счет изменения в соотношениях других компонентов. К примеру, в случае необходимости в бетоне высокого качества, а в наличии находится лишь щебенка низкой прочности, то в конечную смесь добавляют больше цемента. Это же работает и при отсутствии заполнителя нужной фракционности, но уже в изменении количества добавляемого песка.Из этого можно сделать вывод, что долговечность бетона зависит не столько от выбранных материалов, а от того, как были подобраны пропорции для смеси.
Купить щебень или бетон в Ростове-на-Дону можно в нашей компании «Бетон 61». Вы можете быть уверены в своевременном и качественном предоставлении услуг.
Все мы знаем, что при производстве бетонного раствора используют щебень, однако не все понимаем его назначение и характеристики, которым должен отвечать этот важный компонент смеси. Мы расскажем, какой щебень нужен для бетона, а также остановимся на его разновидностях, характеристиках и покажем, зачем в бетоне щебень.
Строительная щебенка
Назначение и свойства
Щебенка – это минеральный неорганический продукт дробления горных пород, гравия, валунов, отходов горных предприятий, переработки руд, шлаков металлургических заводов и ТЭЦ, а также вторичной переработки строительного мусора. Камень должен быть сыпучим и иметь фракцию от 3 – 5 мм до 150 мм и выше. Особо крупный отсев называется бут ().
Средняя плотность щебенки составляет 1.2 – 3 тонны на кубический метр.
Кроме того, существует набор важных свойств, по которым оценивают качество и пригодность сырья для тех или иных целей:
- Фракционный состав – одна из основных характеристик продукта. Определяется по наибольшей крупности входящих в состав зерен, притом, что этих зерен не менее 30%. Разделение на фракции производится в процессе добычи и дробления камня в специальных сепараторах и отсевах;
- Форма зерен – не менее важная характеристика гравия, от которой зависит его качество и возможность использования в строительстве и производстве железобетонных изделий. Зерна должны быть максимально близкими к кубической форме, иначе говорят про высокую лещадность материала, то есть камни в нем имеют плоскую или игольчатую форму, когда толщина или ширина зерна более чем в три раза превышает его длину;
- Прочность зерен – важнейший параметр, который зависит от породы и происхождения камня. Различают высокопрочный – М 1200 – М 1400, прочный – М 800 – М 1200, средний – М 600 – М 800, слабый – М 300 – М 600 и очень слабый – М 200. Прочность определяют путем проверки дробимости в цилиндре, предела прочности на сжатие и износа в полочном барабане, имитируя износ камня при дорожных работах;
- Морозостойкость – важный показатель качества камня, который характеризуют количеством циклов замерзания-оттаивания или циклов насыщения-высушивания в растворе сернокислого натрия. Различают такие марки по морозостойкости: F15, F25, F50, <…>, F300, F В строительстве используют продукт марок F300 и F400;
- Радиоактивность – обязательная характеристика, которая показывает безопасность и применимость щебенки для жилищного строительства. Для строительства домов используют высокопрочный щебень I класса радиоактивности, то есть эффективная активность радионуклидов в составе камня (Аэфф) не превышает 370 Бк/кг. Для строительства дорог в пределах городов допускается сырье II класса радиоактивности, с Аэфф не более 740 Бк/кг;
- Порода камня или состав – также важный показатель качества. Наиболее прочным и качественным считается гранитный и гравийный щебень, также котируется известняковый материал, иногда используют шлаковый и вторичный гравий. Щебень вторичный бетонный – это продукт дробления и отсева строительного мусора.
Важно! Щебень для бетона по ГОСТу 8267-93 должен иметь фракцию 3 – 8 или 5 – 20 для производства товарного раствора и железобетонных изделий, для закладки фундаментов и подушек используют фракцию 20 – 40, а размеры 25 – 60 и 40 – 70 используют в дорожном строительстве по ГОСТ Р 54748-2011.
Также названный строительный стандарт предполагает использование других фракций, но такая практика ограничена и встречается редко. Сверхкрупная фракция может быть использована в очень больших объемах наполнения при строительстве крупных объектов, таких как плотины, причалы, мосты, подошвы фундаментов.
Используют щебенку для производства бетонного раствора, в том числе товарного, железобетонных изделий, стяжек, фундаментов, плит перекрытий и колонн, несущих элементов и при монолитном строительстве.
Также этот материал используют при производстве дорожных работ, когда готовят щебеночно-мастичный асфальтобетон, делают подушки и дренажные подсыпки под рельсы, а также для других строительных мероприятий в рамках перечисленных направлений.
Виды и характеристики
Существуют различные по происхождению разновидности щебенки ().
В строительстве и производстве используют такие из них:
- Гранитный . Добывают путем разработки и дробления гранитной скалы и застывшей магмы, получая прочный и высокопрочный (М 800 – М 1600) отсев с низкой лещадностью, высокой морозостойкостью и I классом радиоактивности. Считается лучшим заполнителем для бетона высоких марок;
- Гравийный . Добывают просеиванием карьерных пород и дроблением каменных скал, получая отсев фракцией 5 – 40 мм. По прочности уступает граниту, однако имеет низкий радиоактивный фон и дешевле стоит. Широко применяется в строительстве, производстве ЖБИ и дорожных работах;
- Известняковый . Добывают дроблением осадочных горных пород, состоящих из известняка и кальцита, получая качественный камень, также применяемый в строительстве и производстве наряду с гранитным и гравийным сырьем, а также для устройства дренажных подсыпок;
- Шлаковый . Производят дроблением шлаковых отвалов и расплавов, а также пористых шлаков с большим газонасыщением (газобетонный щебень). Используют в строительстве и производстве ЖБИ, дорожных работах и работах по благоустройству территорий в качестве подсыпок под асфальт и бетон как более дешевый продукт;
- Вторичный . Цена гранита и гравия поднимает вопрос: «Чем заменить щебень в бетоне?», и ответом стала переработка бетона в щебень, а также дробление строительного мусора – кирпича, ЖБИ, асфальта и т.д. Материал позволяет удешевить производство раствора примерно на четверть.
Важно! В частном строительстве чаще всего используют сырье из гранита и гравия, но иногда производят вторичный материал своими руками путем дробления перфораторами и кувалдами некондиционного кирпича, строительного мусора и продуктов демонтажа стяжек или стен.
В некоторых случаях инструкция не предполагает использование гранита и гравия, так как их избыточная прочность затрудняет отработку изделий. Это актуально для полов с последующей шлифовкой стяжки, когда нужна резка железобетона алмазными кругами или алмазное бурение отверстий в бетоне. Для этих процедур больше подходит известняковый щебень.
Вывод
Щебенка – важный и широко используемый строительный материал, незаменимый при производстве бетонного раствора, железобетонных изделий, дорожных работах, сооружении подушек, дренажных подсыпок и благоустройстве территорий ().
Видео в этой статье поможет вам узнать об этом материале больше.
Бетон является современным стройматериалом, для приготовления которого необходимы следующие компоненты: песок, цемент и твердый наполнитель (гравий или щебень). Щебень – это сыпучий стройматериал, получаемый при дроблении горных пород (гравия, гранита или известняка). После этого щебень делится на фракции в зависимости от величины зерен. Иногда щебень добывается карьерным способом, при этом применяется метод просеивания.
Этот материал снижает усадку и ползучесть бетона, повышает его прочность и долговечность. Форма щебня оказывает влияние на удобство заливки бетона. Например, игловатый и плоский материал будет снижать прочность бетонного раствора, повышает затраты цемента, снижает морозостойкость.
Различают щебень следующих видов:
- гранитный;
- гравийный;
- известняковый.
Также существует вторичный и шлаковый щебень. Вторичный тип производится из строительных отходов, обломков бетона, железобетона, кирпича и др. Шлаковый щебень изготавливается из шлаков, образуемых в металлургическом производстве. Но сфера его применения ограничена из-за содержания вредных компонентов.
Допустимый объем содержания вредных компонентов в заполнителе
Есть допустимый процент для содержания вредных пород и минералов в добавочном материале:
- сульфаты (гипс, ангидрит), сульфиды и сера не более 1,0 % для мелкого заполнителя и до 1,5 % для крупного добавочного материала;
- слоистые силикаты (гидрослюда, слюда, хлорит) — не более 15 % от объема крупного заполнителя и до 2 % для мелкого заполнителя;
- аморфные виды диоксида кремния, растворяемого в щелочах (халцедон, опал, кремень) – до 50 ммоль/л;
- галоиды (галит, сильвин и др.), в том числе водорастворимые хлориды – до 0,1 %;
- пирит – не более 4 % от массы;
- гидроксиды железа, апатит, магнетит, нефелин, фосфорит – до 10 % каждого минерала;
- уголь – не более 1 % от массы;
- асбестовое волокно – до 0,25 % по массе.
В щебне не должно содержаться более 35 % зерен лещадной формы. Состав пылевидных и глинистых частиц в материале из изверженных и метаморфических пород не должен превышать 1 % по массе для любых бетонных растворов.
Особенности гранитной щебенки
Гранитный щебень может использоваться в роли заполнителя для бетонных растворов высоких марок, предназначенных для заливки аэродромных, мостовых и дорожных покрытий. При этом большое внимание уделяется перенесению значительных динамических нагрузок.
Также бетон на гранитном щебне применяется на ответственных участках (плитах перекрытий, колоннах, стенах). Материал должен гарантировать устойчивость к динамическому и статическому давлению.
Различают следующие показатели качества щебня гранитного:
- плотность к сжатию;
- фракция;
- плотность;
- лещадность.
Насыпная плотность материала – это отношение объема щебня к занимаемой им площади. Производится учет всех естественных пустот и расстояний между зернами. Это важный показатель для строительства и транспортировки. Насыпную плотность нужно отличать от простой плотности, которая является показателем стройматериала, из которого произведен щебень.
Щебень гранитный должен иметь фракции от 5 до 150 мм. Фракция менее 5 мм – это гранитный отсев, имеющий мелкие зерна. Отсев применяется в декоративном оформлении газонов, клумб, вазонов и др. В роли добавочного компонента в бетонном растворе такой щебень редко применяется. Использование такой фракции допускается при применении в роли мелкого песочного заполнителя, имеющего модуль крупности не более 2,5.
Фракция материала 5-20 мм считается мелкой. Она обеспечивает высокую надежность и долговечность фундамента, железобетонных и дорожных конструкций. Стоимость такой добавки невысокая.
Средняя фракция гранитного щебня имеет размеры зерен 20-40 мм. Ее используют как добавку к бетонному раствору при сооружении фундамента в крупных производственных объектах.
Крупный заполнитель с размерами зерен 40-70 мм предназначен для строительства фундамента массивных объектов. Более крупные размеры материала могут использоваться при возведении бутобетонного фундамента. Но такой щебень редко используется в качестве заполнителя бетона.
По техническим характеристикам, гранитный щебень является достаточно прочным материалом. Его марка находится в пределах 1200-1400, уровень морозостойкости до 400 циклов.
Лещадность материала (показатель формы зерна) невысокая и равна 15-18 %. Лещадность выражается в процентном составе зерен пластинчатой и игловидной формы от общего объема гранитного щебня.
При использовании отборного материала без изъянов, все характеристики могут повыситься. Отсутствие деформации позволяет совершенствовать структуру и выполнить более прочную монолитную конструкцию.
Особенности гравийного щебня
Добавление в бетонный раствор гравия распространено при постройке дорог, фундаментов и производстве железобетонных изделий.
По прочности гравий уступает гранитному наполнителю. По сравнению с гранитным щебнем, гравий является более доступным материалом.
Различают следующие виды гравийного щебня:
- гравий с округлыми зернами. Форма зерен получена от воздействия речной или морской воды;
- дробленый, колотый или природный щебень.
Также гравийный щебень делится в зависимости от величины фракций на следующие виды: - мелкий с размерами зерен до 10 мм;
- средний с зернами размером 10-20 мм;
- крупный – размер зерен равен не более 40 мм.
Особенности известнякового щебня
Уровень морозостойкости известнякового щебня равен около 50-100 циклов, что не позволяет применять этот стройматериал в капительном строительстве в крупных широтах.
Материал является наиболее доступным заполнителем, применяемым в строительных работах. В его состав входит кальций, поэтому материл похож на белые камни. Оттенок известнякового щебня зависит от содержащихся примесей (глины, железа или кварца).
Известняковый щебень условно можно разделить на следующие группы в соответствии с классом прочности:
- М 300-600 – преимущественно производится из известняка.
- М 600-800 является результатом переработки известняка и доломита. Он имеет высокие показатели и крупноразмерные фракции.
- М 200 практически не применяется в бетонном производстве из-за высокой стоимости щебня.
Известняковый щебень отличается экологической чистотой и высокой стойкостью к ударам, температурным перепадам.
Особенности вторичного щебня
Вторичный щебень получается при дроблении строительных отходов (асфальта, кирпича, бетона) в соответствии с ГОСТ 25137-82. Для работ применяется то же оборудование, которое применяется при изготовлении других разновидностей щебня. Вначале строительный мусор погрузчиком размещается в бункере питателя, далее дробилкой разбиваются большие куски на щебень и сортируются металлические включения.
Основным преимуществом вторичного щебня является невысокая стоимость (примерно в 2 раза меньше гранитного). По сравнению с другими типами щебня, энергозатраты на его изготовление могут быть ниже в 8 раз.
По морозостойкости, прочности и некоторым параметрам вторичный щебень уступает материалу из натурального сырья. Но такой щебень широко используется в виде крупного заполнителя для бетона, прочность которого равна 5-20 МПа; в благоустройстве территории; в дорожном хозяйстве; при укреплении слабых грунтов.
Особенности шлакового щебня
Шлаковый щебень получается при дроблении металлургических отвальных шлаков или при специальной обработке огненно-жидких шлаковых расплавов. Сейчас разработаны и используются в строительных работах разные типы бетонов, где применяются заполнители и вяжущие из металлургических шлаков. Цена продукции из шлаковых бетонов ниже на 20-30 %, по сравнению с традиционными видами. Исходя из величины зерен, щебень подразделяется на фракции: 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм и 70-120 мм. Состав зерен шлакового щебня выбирается для получения минимальных пустот. Наименьшая насыпная плотность каждой фракции равна около 1000 кг/м3. Содержание зерен лещадной (пластинчатой) и игловатой формы, для кубовидного щебня не должно превышать 15 %, улучшенного – до 25 %, обычного щебня – 35 %. Длина зерен в несколько раз больше их ширины или толщины.
Вместе с плотными отвальными шлаками для изготовления щебня применяются пористые шлаки. Они образуются из расплавов с повышенным газонасыщением, вспучиванием выделяющихся газов в виде пузырьков. Прочность такого материала равна 2,5-40 МПа, средняя плотность кусковой формы равна 400-1600 кг/м3, что позволяет использовать пористые шлаки для изготовления легкого бетона.
Зависимость марки бетонного раствора от марки щебенки
В роли главного наполнителя могут подойти любые твердые породы (известняк, гранит, керамзит, гравий, колотый кирпич или асфальт). Однако у каждого наполнителя своя прочность, что может привести к ограничениям в использовании. Например, при строительстве ответственных конструкций нельзя пользоваться битым кирпичом.
Прочность твердого накопителя соответствует его марке. Примерное соотношение марки щебня и бетона следующее:
- марка щебня М1200 подходит для бетона М400 и М500;
- щебень М1000 предназначен для бетонного раствора марки М300;
- заполнитель М800 применяется в бетоне М200;
- щебень М600 подходит для бетона М100.
Но возможны отклонения, которые могут изменяться от соотношения песка и цемента в бетоне.
В основном бетон марки М250 и ниже производится с применением гравия, а марка М300 и более – с использованием гранита. Прочность бетона не может быть выше прочности наполнителей. Для получения необходимой марки нужно сделать правильный выбор пропорций всех составляющих раствора.
Для чего нужно добавлять щебень в бетон?
Щебень составляет 80-85 % от общего объема бетона. Применение такого заполнителя снижает процессы усадки и ползучести, повышает плотность, прочность, трещинностойкость и водонепроницаемость конструкции.
Основным фактором для получения высокой прочности бетонного раствора является сокращение межзернового пространства. Для этого нужно подобрать параметры частиц щебня и песка таким образом, чтобы при уплотнении бетона пространство между большими частицами щебня были заполнены крупными частицами песка. Для качественного бетона нужно применять несколько фракций крупного заполнителя. Это обеспечивает экономию цемента при изготовлении бетона. Известно, что крупные частицы обладают меньшей удельной поверхностью (по сравнению с маленькими частицами), поэтому при использовании мелкого песка и щебня потребуется больший объем цемента для обволакивания поверхностей. Но это приводит к снижению прочности бетона.
Перед покупкой щебня для добавки в бетонный раствор, следует уточнить наличие специальных документов. На основании документации можно определить соответствие ожидаемых и необходимых показателей разновидности щебня, который будет применяться в строительных работах.
Щебень представляет собой сыпучий стройматериал на неорганической основе с разными размерами фракций (зерен). Чаще всего он используется в качестве невяжущего наполнителя в бетоне, который позволяет выдерживать будущим конструкциям и их фундаментам эксплуатационные напряжения. Щебень добавляется в раствор как с целью снижения его себестоимости, так и для придания ему после застывания прочности и упругости, уменьшения величины усадки и риска деформаций.
Материал получают путем дробления горных пород или промышленных отходов, как следствие - камни имеют различные формы и остаются шероховатыми, что увеличивает их адгезию с цементом и песком. На размер фракций бетонного щебня влияет максимальная величина отдельных элементов, он имеет соответствующую маркировку, что облегчает выбор и покупку. В зависимости от этого, раствор приобретает определенные свойства, в частности - добавление крупной породы увеличивает прочность при схватывании, а мелких камней - плотность (способствует лучшему заполнению пустот).
Разновидности
Данный материал классифицируется по нескольким признакам: типу применяемого сырья, размеру и форме раздробленных частиц, морозостойкости и прочности. Щебень изготавливают из твердого гранита, металлургических и строительных шлаков, гравия и известняковых пород. Чем прочнее исходное сырье, тем более сильные нагрузки выдерживает будущая конструкция. К примеру, лучшим вариантом для заливки фундамента будет гранит, а оптимальным по цене и качеству - гравий. В зависимости от формы фракций щебня и их процентного содержания в общей массе, различают три типа смесей:
- Кубовидная (от 12 до 15 %), самая плотная.
- Обычная (18–35 %), со средним расстоянием между частицами.
- Лещадная (от 25 %), с большим содержанием зерен с пластинчатой или игольчатой формой (ширина и толщина меньше чем длина в 3 раза).
Но основным показателем, определяющим свойства щебня для бетона, остается размер фракций. К стандартным относятся: от 3 до 8 мм (еврощебень), 5–20, 10–20, 20–40, 25–60, 20–70, 40–70. Нестандартным считается щебень с фракциями от 5 до 10, 10–15, 15–20, 70–120, 100–300. Чем меньше размер, тем дороже стройматериал, это обусловлено усложнением технологического процесса при его дроблении и более тщательном просеве. В некоторых случаях допускается смешивание крупной фракции щебня и мелкой каменной крошки, последняя используется в качестве сопутствующего наполнителя.
Самыми востребованными являются размеры в 20–40 мм, это связано с низкой стоимостью такой марки, но для заливки фундамента или при высоких требованиях к прочности бетона лучше купить засыпку с зернами от 5 до 10 мм или 5–20.
Маркировки
В зависимости от морозостойкости материала различают: F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400. Марка не связана с размером фракции щебня и определяется числом циклов оттаивания или размораживания или насыщения и высушивания в растворе сернокислого натрия. Для замешивания бетона оптимальной является морозостойкость от 300 (этого достаточно для заливки фундамента и часто эксплуатируемых наружных конструкций). Данный показатель обязательно прописывается в паспорте щебня, равно как и размер фракций.
Основная маркировка подразумевает прочность исходного материала при сжатии, дробимость при раздавливании породы и степень износа при размоле в барабане. Показатель свидетельствует о сопротивлении бетона внешним воздействиям вроде веса транспорта или нагрузки на фундамент. К высокопрочным относят марки щебня М1200–1400, к очень слабым - М200, нормой считается процент содержания зерен, получаемых из слабых пород (при сжатии в вононасыщенном состоянии до 20 МПа). Для сравнения, в М300 этот показатель превышает 15 %, в М1400 - не более 5.
Соотношение марок щебня и бетона
Прочность раствора определяется его наполнителями, характеристики которых указаны в прилагаемой инструкции или на упаковке. На практике это означает, что из цемента М400 не получится бетон М500 или выше, соответствующее соотношение марок представлено в таблице:
Определение прочности бетона в зависимости от фракции щебня носит приблизительный характер, но допускаются отклонения. Последние регулируются изменением соотношения песка или цемента, добавлением гранитной крошки. Но в целом, для получения необходимой марки важно соблюдать строгие пропорции раствора. Прежде чем выбрать, какой щебень нужен для бетона, рекомендуется определиться с целевым назначением конструкции и просчитать будущие нагрузки. Для раствора до М250 достаточно гравия, допускается использование нестандартных размеров зерна. Высокопрочные марки (М300 и более) требуют добавления гранитного отсева, желательно с квадратными фракциями до 20.
Согласно строительным нормам, содержание щебня с повышенной крупностью в смеси варьируется от 1 до 20 %, заниженной - должно быть в пределах 20 % от общей массы. Если для бетона используется щебень фракции до 20 мм, проблем с распределением пустот не возникает. При повышении этого показателя до 40 мм следует вводить в раствор еще одну разновидность наполнителя (с другими, более мелкими размерами зерна). Соответственно, выбор наполнителя с зерном до 70 мм подразумевает добавление в бетон как минимум трех разных вариантов фракций щебня. Размер не может быть меньше 2/3 расстояния между продольной арматурой, но и не больше чем 30 % от наименьшего элемента строительной конструкции.
Примеры использования
Мелкозернистые смеси нужны при изготовлении декоративных изделий из бетона, искусственного камня, тротуарной плитки, он же добавляется в состав для асфальта или другого дорожного покрытия. Применение чересчур мелкого наполнителя для заливки фундамента и сооружения несущих стен нецелесообразно экономически, плюс возрастает риск усадки и деформации. Средняя и самая востребованная фракция щебня (20–40 и 10–20) лучше подходит для создания больших и малых конструкций из бетона. Это идеальный вариант для заливки фундамента. Для приготовления качественного раствора следует использовать бетономешалку, трудно добиться однородности при перемешивании щебня, песка и связующего цемента вручную.
Материал с фракцией от 40 до 70 относится к крупнозерновым, и нужен при возведении массивных построек и замешивании бетона в больших объемах. Его лучше не вводить в растворы при заливке фундамента без добавления вспомогательных наполнителей с другими размерами. Такой материал трудно достать, требуемое количество рассчитывается заранее, его доставку заказывают отдельно. Щебень с крупной фракцией от 100 мм называется бутой или строительным камнем, его применяют в основном в декоративных целях, а не для приготовления бетона. Это же относится к мелкой гранитной крошке, но последняя незаменима при создании наливных полов и в качестве вспомогательной добавки.
Особое внимание уделяется выбору наполнителя при изготовлении раствора для заливки фундамента. Основание выдерживает максимальные нагрузки, поэтому для данного типа работ требуется бетон, прочностью не ниже М300. Соответственно, нужен гранитный наполнитель не ниже М1200, хотя для дачных построек допускается добавление гравия. Рекомендуемые фракции щебня для фундамента: 5–10, 10–20, 20–40, желательно покупать марки с квадратной формой зерен.
Смешивая ингредиенты бетонных растворов – воду, цемент, песок, химические добавки – нужно определиться, какой щебень нужен для бетона. Он играет не последнюю роль в его составе.
Характеристика и значение материала
Зачем нужен щебень в бетоне? Эта составляющая раствора – сыпучий материал в виде камней неправильной формы – является крупным наполнителем, он создает каркас, воспринимающий все нагрузки раствора. Благодаря ему, готовый раствор дает меньшую усадку, становится более упругим, прочным, намного уменьшается ползучесть, снижается деформация изделия под нагрузкой. Состав бетона дешевле с наполнителями, поскольку цемент стоит дороже щебня.
Согласно нормам содержание наполнителя с высокой крупностью должно быть от 1 до 20% массы раствора, пониженной крупности - не более 20%. В растворе должен быть щебень как минимум двух фракций при максимальном зерне до 40 мм или трех – при 40–70 мм.
Максимальный размер зерна должен быть меньше 2/3 самого короткого расстояния между стержнями арматуры, а также не больше 1/3 наименьшего размера изделия (например, ширины ленты). Этот материал имеет острые грани, шероховатую поверхность, поэтому хорошо сцепляется с составляющими раствора.
Классификация
Принято классифицировать щебень для бетона по плотности, размеру, лещадности (плоскость, игловатые частицы в теле камня), прочности на сжатие, морозостойкости.
Виды
Щебнем часто называют гранитный материал, а гравием – щебень из природного камня, но общее название обоих – щебень. Он создается из разных пород и бывает:
- гранитным;
- гравийным;
- доломитовым (известковым);
- шлаковым;
- вторичным.
Первые два используются для средних и тяжелых бетонов, остальные – для легких, ячеистых растворов, пено- , газобетона. Гранитный материал – более прочный - создается дроблением глыб природного гранита. Камень сортируют по размеру через специальное вибросито.
Гранитную щебенку используют для дорожных, аэродромных покрытий, ответственных участков под большими нагрузками, колонн, стен, плит, мостов. Это наиболее прочный наполнитель, он есть в прочных бетонах высоких марок. Его марка 1200—1400, а уровень морозостойкости - до 400 циклов.
Что лучше использовать щебень или гравий? Второй образуется путем дробления обычной каменной природной скалы, ее просеиванием. Он менее прочный, чем щебень из гранита. Если надо особо прочный морозостойкий бетон, рекомендуют именно последний. С другой стороны, у гравийного щебня есть преимущества: низкий радиоактивный фон, небольшая цена. Он наиболее часто используется для частного строительства, фундаментов особняков, при строительстве дорог.
Производят два вида гравия:
- дробленый;
- природный.
Известняковый (доломитовый) наполнитель получают из осадочных пород – известняка. Составляющими его в основном есть карбонат, кальций и подобные соединения. Он раскисает от воды. Для серьезных конструкций нежелателен, а некоторыми специалистами этот щебень для бетона вообще не рекомендуется.
Шлаковые, вторичные материалы используются для очень легких бетонов, которые служат теплоизоляцией.
Форма
Есть четыре вида щебня по геометрическому виду. Определяющим является уровень содержания форм отдельных зерен в процентном соотношении к объему. По этому критерию есть такой щебень:
- кубовидный, клиновидный – 12–15%;
- обычный (остроугольный) – 18–25%;
- лещадный – 25%. Есть разная степень лещадности (плоскости) зерен. В свою очередь, материал бывает с игловатыми или пластинчатыми зернами.
Кубовидный или низколещадный бетонный щебень наиболее часто производят на карьерах, он самый прочный. Смесь из его зерен имеет самую плотную упаковку из всех видов щебня. Бетон с ним намного прочнее, чем с игловатыми или пластинчатыми камушками, так как последние увеличивают в растворе расстояние между частичками — соответственно, требуют больше цемента.
Фракции
По фракции есть крупный, средний, мелкий щебень. Мелкий материал всегда дороже, на него тратится больше усилий при обработке каменных глыб. Для строительного бетона применяется диапазон зерен 5-70 мм. Фракция – это максимальный размер отдельного зерна. Чем меньше ее номер, тем мельче зерна щебня.
Категории
Можно выделить такие фракции гранитной щебенки.
Одна категория — мелкая (5–10;5–20;10–20 мм), очень мелкая (2–5) и гравийная крошка (1–3). Первая – наиболее популярная, используется для ЖБИ изделий, мостов, дорожных покрытий, в частном строительстве, для фундаментов. Вторая - для искусственного бетонного камня, бетонных деталей декора, тонких тротуарных плиток, небольших сооружений. Гравийная крошка - тоже для тротуарной плитки, наливных полов, изделий, не требующих особой прочности, исполняющих декоративную роль.
Вторая категория — средняя (20–40 мм) популярна также для частного строительства, для промышленных объектов. В первую очередь ее используют для фундаментов, дорожных конструкций, в строительстве домов, перекрытий, несущих конструкций, при производстве бетонных плит, балок, для обычных работ в частном строительстве.
Третья категория — крупная (40–70 мм) - применяется для бутобетонных фундаментов, при приготовлении большого количества раствора, для массивных конструкций. Ее, как правило, заказывают большими партиями и наперед, поскольку она не очень популярна и не всегда есть в наличии.
Фракции гравия:
- мелкая (до 10 мм);
- средняя (10–20 мм);
- крупная (40 мм).
Области применения такие же, как у гранитного материала, но при этом учитывают, что гравий намного слабее его (но намного дешевле). Его используют для низких марок бетона.
Для конструкций, требующих морозостойкости и особой прочности рекомендуют гранит, хотя гравийный щебень – стандартная составляющая бетона для фундаментов частных домов.
Морозостойкость
По этому параметру марка материала определяется по количествам циклов замораживания/оттаивания. Также морозостойкость разрешается оценивать по циклам его опускания в сернокислый натрий и высушивания. Для этого наполнителя существуют марки по морозостойкости от F300 и выше.
Вопреки распространенному мнению - чем крупнее бетонный щебень, тем прочнее раствор, это не всегда так, например, для конструкций, работающих на изгиб или армированных лучше фракция помельче. Для выдерживающих вертикальные нагрузки лучше крупный щебень.
Материал должен быть чистым без налипшей грязи, глины, пыли, грунта, руд. Его иногда промывают на стройплощадке. Бетон должен покрывать зерна полностью со всех сторон.
Щебенку берут всегда на две-три марки выше, чем проектная марка раствора, поскольку бетон набирает прочности и плотности на протяжении полугода, года и больше, а щебень не имеет этого свойства. Таким образом, эти два показателя уравновешиваются.
Выбор размера зерна
Крупное зерно делает раствор прочнее, мелкая - плотнее. Большие камушки способствуют образованию пористости, что нежелательно, а мелкие – лучше заполняют пустоты. Поэтому рекомендуют их совмещать. Например, хорошая фракция 5–20, она содержит большие зерна в 20 мм и более мелкие от 5 мм. Именно такой бетон – товарный – и хорошо заполняет монолитные конструкции. Для армированных фундаментов рекомендуют именно такой камень.
Бетон с крупным щебнем труднее трамбуется, армируется и растаскивается по опалубке. Для густоармированных и сложных конструкций лучше взять камень мельче и досыпать больше цемента. Чтобы повысить прочность смеси, если нет крупного щебня, рекомендуется добавить больше цемента.
Применение
Для бетонных полов и подобных изделий используют раствор с мелким щебнем, так как толщина пола небольшая. Более плоский (лещадный) камень повышает расход вяжущего материала и цемента, такой раствор хуже трамбуется. Для фундаментов такую щебенку лучше не использовать, она хорошо подходит для отмостков.
Для фундаментов лучше использовать гранитный щебень некрупных фракций (5–20, 5–10) – бетон будет плотным и морозостойким. Гранитный наполнитель имеет высокую морозоустойчивость, поэтому для нашего климата он лучший. Для низких температур рекомендован показатель не ниже F150.
Для бетона марок ниже М250 уместнее, экономнее и выгоднее использовать гравий. От М300 – гранитный щебень. Хорошим выбором будет гранитная щебенка 5–20. Такой размер более универсальный и может использоваться и для фундамента, и для отмостков, перекрытий.
При повышении плотности используют более мелкую фракцию, но тут нужно учесть, что это обойдется дороже, так как нужно больше цемента и сама она дороже. Для удешевления раствора можно смешивать гранитный и гравийный бетонный щебень. При использовании крупного щебня нужно больше песка, чтобы заполнить пустоты или сочетать его с более мелким.
Вот примерная таблица соответствий марок:
| Бетон | Щебень |
| 100 | 600 |
| 200 | 800 |
| 300 | 1000 |
| 400-500 | 1200 |
