Для чего нужен щебень в бетоне
Какая должна быть фракция щебня (гравия) для бетона М300: какой щебень лучше, размер, марка
Для изготовления бетонной смеси необходимо использовать несколько основных компонентов. В этот список входит песок, цемент, вода и заполнитель. В роли последнего чаще всего применяют щебень. Этот строительный материал представлен несколькими разновидностями, каждая из которых обладает своими характеристиками.
Для чего нужен щебень в бетоне
Щебень представляет собой сыпучий материал, который получают в результате дробления горных пород, в том числе валунов и гравия. Иными словами, под щебнем принято понимать камни неправильной формы, которые могут относиться к разным горным породам.
Разбираясь с вопросом о том, зачем в бетон добавляют щебенку, нужно подчеркнуть несколько особенностей. Этот строительный материал не всегда используют в ходе приготовления бетонной смеси, однако его включение в состав позволяет решить ряд задач:
Если принято решение использовать наполнитель, следует учесть следующие нюансы:
Основные характеристики щебня
Разобравшись с тем, зачем щебень в бетоне, необходимо указать и несколько основных характеристик, от которых зависят технические показатели готовых смесей:
Классификация
Сыпучий наполнитель принято разделять на несколько категорий с учетом горных пород, из которых был произведен этот материал:
Гранитный
В строительных работах чаще всего применяют среднюю фракцию (5-20 мм). Этот вариант считается оптимальным для прокладывания автомагистралей, строительства фундаментов, возведения железобетонных конструкций.
Гравийный
Такой сыпучий материал производят из скал. Часто для добычи используют технологию рассеивания горных пород после добычи из карьера. Качество продукции должно отвечать требованиям ГОСТ 8267-93.
Прочность этих камней ниже, чем гранитных, однако у данной разновидности есть несколько преимуществ:
Известняковый
Для получения известняковой щебенки используют осадочные горные породы. Камни в данном случае представляют собой карбонат кальция. Преимуществом является минимальная стоимость.
В связи с низкой прочностью известняковый материал имеет ограниченное применение. Он подходит для строительства дорожек с небольшой нагрузкой, работ в полиграфической и стекольной промышленности, приготовления цементного раствора.
Шлаковый
Под шлаковым щебнем принято понимать камни разной величины, которые получают из шлака, использованного в производстве.
Использовать такой наполнитель можно для приготовления легких бетонов. Наиболее распространенная сфера применения — теплоизоляция.
Вторичный
Вторичным щебень называют по той причине, что получают этот материал из строительного мусора, в том числе старого асфальта, кирпичей, бетона. Эта продукция должна соответствовать критериям ГОСТ 25137-82. Главное преимущество состоит в низкой стоимости.
Критерии выбора
Для достижения максимальной прочности и долговечности бетона щебень нужно выбирать тщательно. Универсального варианта не существует, поэтому при подборе необходимо учитывать, для чего готовится бетон.
В первую очередь нужно проверить соответствие ГОСТ. Для этого у продавца просят сопроводительные документы на партию товара. Еще одно требование — минимальное содержание пыли, песка и других примесей. Максимальным показателем считается 2% от общей массы.
Фракция
Выбирая, какой щебень нужен для бетона, следует крайне внимательно отнестись к подбору размеров зерна. Крупные камни нужно использовать в тех конструкциях, которые должны выдерживать вертикальную нагрузку. Такой щебень принимает на себя основную нагрузку и выступает в роли каркаса.
Более мелкие фракции выбирают для армированных изделий и тех элементов, которые должны выдерживать большую нагрузку на прогиб.
Соотношение марки бетона и марки щебня
Перед тем как приобрести все составляющие для создания смеси, нужно выбрать подходящий щебень для бетона. От этого будут зависеть технические и эксплуатационные характеристики готовых изделий.
В таблице, представленной ниже, приведены варианты использования, рекомендованные производителями.
| Марка бетона | Подходящая марка щебня для бетона |
| 100 | 600 |
| 200 | 800 |
| 300 | 1000 |
| 400-500 | 1200 |
Небольшие расхождения с рекомендуемыми параметрами не будут критичными. При этом нет необходимости выбирать виды щебня с запасом (больше, чем рекомендуется строительной документацией). Такой подход только увеличивает затраты на работы.
Изготовление самомесного бетона. Часть вторая: выбираем компоненты смеси
В первой части статьи «Делаем самомесный бетон» мы рассказывали про общие принципы бетонирования «самомесом». Также мы рассматривали, в каких случаях выгодно делать бетон самостоятельно, и как избежать обмана со стороны поставщиков бетона. Во второй части нашего материала мы, опираясь на опыт и знания пользователя нашего портала — Антона Павлова (Antonpavlov), расскажем, как выбрать наполнители для самомесного бетона.
Введение в самомесный бетон
На первый взгляд кажется, что приготовить «самомес» просто. Достаточно воспользоваться общестроительной пропорцией 1:3:5, где с водой смешиваются такие компоненты, как цемент, песок и щебень. Ведь так поступают многие строители. Именно здесь кроется главный «подводный камень».
В первой части материала мы рассказывали о важности соблюдения водоцементного соотношения.
Щебень и песок, которые используются в «самомесе», в зависимости от места строительства, карьера их добычи, времени года и погодных условий, могут иметь разную влажность и пустотность. Т.е., воспользовавшись вышеприведённой усреднённой формулой, а чаще всего, засыпав в бетоносмеситель компоненты «на глазок», на выходе мы получим бетон совершенно не той прочности, на которую рассчитывали, т.к. влага, которая содержится в песке и щебне, и процентное содержание которой мы не учли, также прореагировав с цементом, изменила В/Ц смеси.
Чтобы во всём разобраться, надо понять, для чего нужны данные наполнители.
Наполнители для самомесного бетона
Для чего нужны щебень и песок? Ведь гораздо проще размешать купленный цемент с водой. Далее залить смесь в нужную форму (опалубку), и мы получим необходимую бетонную конструкцию (перемычку, сваю и т.д.). Не всё так просто.
Цемент (по сравнению с наполнителями) имеет высокую цену. Если заполнять форму только цементом, то это влетит в копеечку. Если всё подсчитать, то окажется, что равнозначный объём цемента в несколько раз дороже щебня и более чем в 10 раз дороже песка.
Кроме этого прочность бетона выше, если в него введены данные наполнители. Отсюда: песок и щебень удешевляют «самомес», т.к. мы экономим дорогой цемент. Появляется следующий вопрос: сколько нужно добавить песка и щебня? Для ответа на него нужно разобраться в свойствах наполнителей.
Песок бывает двух видов — природный и искусственный. Нас интерсует песок природного происхождения. Он (в зависимости от способа добычи) бывает трёх видов — речной, морской и карьерный.
Песок состоит из смеси зёрен размером от 0.16 до 5 мм с насыпной плотностью от 1300 до 1500 кг/м³. Если рассмотреть песок под увеличительным стеклом, то мы увидим, что каждая песчинка имеет не строго кубическую, а произвольную форму.
Поэтому, если насыпать песок в какую-либо форму, то между песчинками останется свободное пространство — поры (пустоты). Для изготовления прочного бетона нужно сделать так, чтобы каждая из песчинок склеилась друг с другом, а все поры были заполнены. Эта «обязанность» возложена на цементное тесто.
Зная пористость песка — отношение объёма его пор (пустот) к объёму зёрен, мы сможем рассчитать необходимое количество цемента, т.е. найти пропорцию смеси.
Размер зёрен песка описывается модулем крупности. Этот модуль определяется на основе результатов т.н. «ситового анализа», т.е. просеивания песка через ячеи (отверстия) определённого размера. По результатам просеивания песок разбивается на группы:
Песок с модулем крупности 2.0 мм.
Функция щебня в самомесе аналогична функции песка — уменьшение расхода цемента. Причём песок, щебень и цемент работают в одной связке. Чтобы заполнить все пустоты между щебнем требуется более мелкий наполнитель — песок. Далее оставшиеся пустоты в песке заполняются цементом. Таким образом, все компоненты в смеси связываются воедино.
Щебень бывает 3 видов:
Гранитный щебень обладает самой высокой прочностью и морозостойкостью. Поэтому его чаще всего используют при бетонировании. Кроме этого, в процессе производства (при дроблении) у щебня образуются острые грани неправильной формы. Благодаря этому такой щебень хорошо сцепляется с цементным раствором, а сами камни, из-за меньшего показателя лещадности, лежат более плотно. Т.е. — уменьшается количество пор (пустотность), которую требуется заполнить песком и цементом.
В случае отсутствия гранитного щебня, при бетонировании, можно использовать гравийный щебень. При этом следует помнить, что этот вид щебня менее прочен, чем гранитный и, из-за особенностей добычи, сами камни имеют округлую форму. У такого щебня ухудшается сцепление с цементом и образуется большее количество пустот, которые, в свою очередь, требуется заполнить песком.
Что касается известнякового щебня, то его не стоит использовать при бетонировании, т.к. такой щебень получается при дроблении известняка. В известняк входит карбонат кальция — водорастворимый материал. Со временем у бетона (работающего во влажных условиях) снизится прочность, также могут появиться полости. Это приведёт к коррозии арматуры.
Итак, при бетонировании самомесным бетоном следует отдать предпочтение гранитному щебню. Возникает второй вопрос: какую фракцию (размер камней) использовать.
Наиболее распространены следующие фракции: 5-20 (камни (зёрна) размером от 5 до 20 мм) и 20-40 (камни (зёрна) размером от 20 до 40 мм).
При выборе фракции щебня для изготовления «самомеса» нужно учесть следующее — использование самомесного бетона оправдано при заливке конструкций относительно небольших размеров (в сравнении с ленточным фундаментом, заложенным ниже глубины промерзания или плитным основанием), т.е. — надоконных перемычек, армопоясов, свай под фундамент и т.д.
Отсюда: щебень (камни) должны свободно проникнуть между прутками арматуры, уложенной в ограниченном объёме. Если мы используем щебень «сороковой» фракции, крупные камни могут застрять между прутками арматуры. В результате в бетонируемой конструкции могут образоваться пустоты. Щебень (камни) более мелкой фракции — «двадцатки» — наоборот, беспрепятственно уложатся в требуемую нам форму с армированием.
В теме, созданной Антоном Павловым можно узнать, как самостоятельно рассчитать пропорции самомесного бетона, и ознакомится с рекомендациями по армированию, изготовлению опалубки и уходом за бетоном. Также рекомендуем прочесть тему, где даётся алгоритм расчёта несущих стен из газобетона плотностью D300.
На FORUMHOUSE есть детальная инструкция, где рассказывается обо всех нюансах бетонирования при отрицательных температурах.
Основные разновидности щебня для бетона и его технические характеристики
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.
Для чего необходимо добавлять щебень в бетон
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.
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.
Важно правильно рассчитать объем – сколько щебня добавить в раствор.
Основные характеристики щебня
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:
Самым востребованным в строительстве считается фракция с диаметром 5-20 мм, которые довольно часто применяются для строительства асфальта и создания бетона.
Гранитный щебень для 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:
Фракции в миллиметрах:
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):
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:
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 для бетона фракции 5-10 мм
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.
Какой щебень используют для бетона? Классификация щебня: виды и фракции
Функции заполнителя
Являясь крупным заполнителем, щебень дает ряд преимуществ для будущего бетона:
Для того чтобы будущий бетон обладал высокой прочностью, надежностью и отвечал требованиям долгосрочности, необходимо правильно подходить к вопросу: какой щебень используют для бетона.
При выборе заполнителя обязательно стоит учитывать некоторые вещи. Это классификация щебня: виды и фракции.
Рассмотрим основные виды, применяемые в качестве заполнителя.
Виды щебня
В зависимости от того, какой используется способ добычи материала, выделяют несколько разновидностей данного заполнителя. Рассмотрим их подробнее.
1. Гранитный
Гранитный наполнитель, считающийся самым прочным, является нерудным материалом, который извлекается из пород твердого происхождения (природного гранита).
В связи с тем, что данный вид считается самым прочным, то и бетон на гранитном щебне будет самым надежным.
2. Гравийный
Данный вид щебня получают при помощи дробления в скалах природного происхождения и дальнейшего просеивания пород в карьере.
В свою очередь гравийный щебень подразделяется на подвиды:
Основной сферой применения являются:
Бетон на гравийном щебне характеризуется меньшей прочностью в сравнении с гранитным, а следовательно, сумма затрат будет меньше.
3. Известняковый
Известняковый щебень получается в результате переработки осадочных пород горного происхождения и известняка. Является наиболее доступным и дешевым видом заполнителя.
В зависимости от прочности, известняковый щебень можно подразделить на следующие группы:
По причине небольшого уровня морозостойкости (50-100 циклов), известковый щебень не может быть применен при капитальном строительстве в высоких широтах.
4. Шлаковый
Шлаковый щебень получают при помощи измельчения и обработки шлаков, образующихся в процессе производства металлургии.
5. Вторичный
Несмотря на то что по уровню морозостойкости и прочности данный материал уступает своим натуральным разновидностям, он часто используется в качестве крупного наполнителя бетона.
Стоимость вторичного щебня может быть в два раза ниже, чем, к примеру, у гранитного.
Для того чтобы понять, какой щебень для бетона лучше выбрать, недостаточно определиться только с видом заполнителя, необходимо знать его типы фракций и область применения в каждом случая.
Фракции щебня
Чтобы определиться, щебень какой фракции нужен для бетона, необходимо понимать, в чем между ними разница.
Под фракцией понимают допустимую максимальную величину каждого камня (зерна).
Чем выше номер фракции, тем больше камни, входящие в его состав.
В зависимости от сферы применения выбирают щебень с определенной фракцией.
Одна из самых востребованных.
Чтобы обеспечить заданную марку бетона, не разрешается использование щебня с одинаковым размером фракции, так как это может привести к неравномерному заполнению конструкции и большому количеству пустот, что будет снижать прочность на сжатие, растяжение и кручение.
Основные характеристики
Для того чтобы выбрать подходящий щебень, необходимо четко понимать его основные характеристики. К ним относятся нижеперечисленные.
1. Прочность
Сюда относится определение прочности на сжатие, степень дробимости щебня в рамках раздавливания и степень износа. Кроме того, определяется количество слабых пород, предельное содержание которых от 5 % до 15 %.
Исходя из проведенных испытаний щебень приравнивают к определенной марке:
2. Морозостойкость
Позволяет понять, в каких температурных рамках разрешено использовать различные виды щебня.
Обозначается морозостойкость как F, а следующее за ней число указывает циклы замораживания и оттаивания (измерение происходит во время лабораторных испытаний, при которых определяется, сколько именно циклов каменные зерна могут без утраты эксплуатационных свойств выдержать).
В рамках морозостойкости различают марки щебня от F15 до F400. Чем выше цифра, тем качественнее материал.
В случае с применением под фундамент зданий, лучше использовать щебень маркировкой F250-F300 (гранитный или гравийный щебень).
3. Лещадность
Данная характеристика определяет соотношение (процентное) зерен вытянутой или пластинчатой формы во всей массе камней, которые отличаются высокой прочностью.
Если встает вопрос, какой щебень используют для бетона высокого качества, то можно сказать, что идеальным для бетона является кубовидный щебень, так как дает минимальное количество пустот, тем самым, повышая качество состава и уменьшая расходы на будущий бетон.
Кубовидная и улучшенная группа считаются обладателями лучших характеристик и используются для приготовления бетона под фундамент.
При выборе щебня нельзя игнорировать норму его лещадности, так как выбор низкопробного варианта может стать причиной расслаивания бетона и потери его прочности.
4. Содержание вредных компонентов и радиоактивность
Акцент ставится на важности отсутствия примесей в структуре щебня, которые быстро разрушаются под воздействием окружающей среды и щелочей цемента.
В марках щебня высшей категории запрещено использование таких засоряющих веществ, как: стекло, глина, пластмасса, битый кирпич и металл.
Также щебень обязательно проверяют на радиоактивный естественный фон.
Подведение итогов и рекомендации
Чтобы получить на выходе качественный и долговечный раствор, необходимо руководствоваться некоторыми правилами, благодаря которым можно будет лучше понимать, какой щебень используют для бетона.