Какой щебень нужен для производства бетона

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:

1. Повышение прочности. Частицы щебня обладают неправильной формой, благодаря чему усиливается сцепление материалов, и снижается ползучесть.
2. Повышенная водонепроницаемость. Бетонные смеси с добавлением крупного наполнителя используют, если готовое покрытие будет часто контактировать с влагой.
3. Высокая прочность. Если в смеси будет присутствовать такой наполнитель, он возьмет на себя роль каркаса. Бетон на щебне может подвергаться повышенным нагрузкам. По этой причине данную технологию используют при возведении тоннелей, мостов, гидротехнических сооружений, фундаментов для зданий, к которым предъявляют повышенные требования.
4. Снижение затрат на строительные работы. При изготовлении раствора наполнитель частично заменяет цемент, который характеризуется более высокой ценой.

Если принято решение использовать наполнитель, следует учесть следующие нюансы:

1. Присутствие в составе нескольких фракций щебня. Если в смеси будут только крупные камни, то в процессе укладки могут возникать воздушные ямы, в связи с чем прочность снизится.
2. Максимальный размер камней зависит от особенностей конструкции. Фракция должна быть менее ⅔ , чем наименьшее расстояние между соседними арматурными прутами. Еще 1 вариант расчета базируется на ширине готового изделия — камни не должны превышать ⅓ от этого показателя.

Правильное соотношение цемента, песка, щебня и воды для приготовления бетона

Бетон нашел применение в различных сферах строительства. Его основными составляющими являются: песок, вода, цемент и гравий. Для получения качественной смеси они должны использоваться в определенном соотношении. Серьезное отклонение от нормы приведет к образованию раствора низкого качества, который нельзя использовать для возведения фундамента или других элементов строений.

Соотношение компонентов в цементно-песчаном растворе

Для приготовления бетонной смеси нельзя использовать только цемент и воду. Бетон, полученный на их основе, не обладает хорошими показателями прочности и морозостойкости. Здание, возведенное с использованием «низкокачественной» смеси, даст усадку.

Песок — важная составляющая бетона. Необходимо, чтобы он был чистым. Допускается наличие мелкого гравия, глины и других примесей, но не более 5% от его массы.

Материал с мелким зерном не подходит для приготовления бетона. Допустимо использование песка с размерами частиц 2-3 мм.

Сколько песка присутствует в бетоне различных марок?

От количества песка в смеси зависит марка материала.

• М50 — при использовании цемента М200 соотношение песка и цемента равно 1:3, при М400 — 1:4;
• М100 — при использовании материала М200 соотношение 1:2, при М400 — 1:3;
• М75 ― при использовании материала М200 соотношение 1:1,25, при М400 — 1:1,35.

В растворы, в которых отсутствует щебень, потребуется дополнительное введение песка. Так, при изготовлении бетона М10 с использованием материала М200 соотношение составит 1:6, в марке бетона М25 — 1:4.

В некоторых случаях соотношение компонентов в растворе бетона может быть увеличено или уменьшено. Чтобы повысить прочность необходимо увеличить количество цемента в его составе. Если повысить количество цемента М300 на 10%, то получится раствор, который по своим характеристикам аналогичен смеси с использованием цемента М400.

Основные характеристики щебня

Разобравшись с тем, зачем щебень в бетоне, необходимо указать и несколько основных характеристик, от которых зависят технические показатели готовых смесей:

1. Плотность. Влияет на прочность готового изделия. Оптимальной можно назвать плотность, которая варьируется в пределах 1,4-3 гр/см3.
2. Лещадность. Под этим термином понимают плоскость камней. На основе этого показателя выделяют несколько видов щебня: кубовидный, остроугольный, пластинчатый. Максимальной прочностью обладают кубовидные зерна.
3. Прочность на сжатие. Этот показатель определяют в процессе сжатия и дробления горной породы.
4. Фракция. Характеристика входит в число основных. Под ней принято понимать размеры камней (зерен). Выделяют 3 основные категории: крупный, средний и мелкий. Зная основные характеристики и особенности, можно выбрать оптимальную фракцию щебня для бетона М300, М100 и любого другого.
5. Радиоактивность. Указывается на упаковке. Она означает, какой естественный радиоактивный фон имеет строительный материал. Класс I можно использовать в любых строительных работах, в том числе и в возведении зданий. II — для строительства автотрасс.
6. Морозостойкость. С помощью такой характеристики указывают, при каких температурных режимах сохраняется прочность готового бетона. Данный показатель пишут с помощью буквы. Рядом с ней указывают цифру — это означает, сколько замораживаний и оттаиваний может выдержать щебень бетонный. Для климата Москвы и большинства других регионов России лучше выбирать материал с показателем F300.

Геометрические разновидности щебня

Геометрические особенности наполнителя бетонной смеси предопределяются содержанием в продукции лещадных зерен. Последние представляют собой игловатые или пластинчатые структуры с параметрами ширины и длины, отличающимися от кубических. Чем выше лещадность, тем хуже утрамбовывается уплотнитель, что в конечном итоге приводит к увеличению межзерновой пустотности в бетонной смеси, возрастанию расходов прочих компонентов и ослаблению прочности фундамента.

Сейчас читают: Ребристые плиты из железобетона

Стандартная градация:

Первая группа. Кубовидный щебень с концентрации лещадных элементов менее 10 процентов.Вторая группа. Улучшенный щебень с концентрацией лещадных элементов от 10 до 15 процентов.Третья группа. Материал с концентрацией лещадных элементов от 15 до 25 процентов.Четвертая группа. Щебень повышенной лещадности. Концентрацией элементов – от 20 до 40 процентов.

Сфера использования высоколещадной продукции – строительство автодорог и ж/д путей с обязательным дренажем.

Классификация

Сыпучий наполнитель принято разделять на несколько категорий с учетом горных пород, из которых был произведен этот материал:

• гранитный;
• гравийный;
• известняковый;
• шлаковый;
• вторичный.

Гранитный

Такой вид щебня получают в результате дробления нерудных пород, чаще всего это монолитная скала. Качество гранитного строительного материала регулирует ГОСТ 8267-93. По прочности этот материал превосходит другие разновидности наполнителя.

Можно выделить несколько категорий в зависимости о того, какой фракции щебень:

• мелкозернистая (фракция 0-5 мм и 5-10 мм);
• среднезернистая (5-20 мм и 20-40 мм);
• крупнозернистая (камни здесь достигают 40-70 мм или 70-120 мм).

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:

• низкая цена (относительно других видов щебня);
• минимальная радиоактивность.

В зависимости от способа добычи стройматериал бывает таких типов:

• гравий для бетона- эти камни имеют речное и морское происхождение;
• дробленный — его можно получить с помощью дробления горных пород.

Фракции щебня этой разновидности могут быть следующие:

• мелкая — размер камня варьируется в пределах 3-10 мм;
• средняя — здесь представлены 2 варианта (5-20 мм и 5-40 мм);
• крупная — зерна достигают 20-40 мм.

Гравийный материал нашел применение при устройстве пешеходных дорожек, заполнении железобетонных изделий, строительстве площадок.

Известняковый

Для получения известняковой щебенки используют осадочные горные породы. Камни в данном случае представляют собой карбонат кальция. Преимуществом является минимальная стоимость.

Размеров зерна может быть несколько:

• 5-20 мм (самая мелкая фракция);
• 20-40 мм (наиболее востребованная);
• 40-70 мм.

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.

В зависимости от размера щебня выделяют:

• крупный;
• средний;
• мелкий;
• отсев.

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.

Среди недостатков можно указать невысокую прочность и морозостойкость. Несмотря на это, вторичное сырье часто применяют для укрепления слабых грунтов и строительства дорог.

Из чего производят щебень?

Этот строительный материал – основа бетона. Щебень получают дроблением горно-карьерных пород, делают из переработанных руд, некондиционных отходов вторичного сырья – остатков кирпичей, старого бетонного покрытия, шлака, асфальтовой крошки. Средняя плотность материала – 1-3 грамма/кубический сантиметр.

Иногда, в качестве наполнителя бетона используется дресва – это природный щебень. Он является терригенным псефитовым материалом. Образуется самостоятельно в результате механического разрушения горных пород и жестких грунтов. В естественной среде формируются твёрдые не окатанные частицы с размерами 2-6 миллиметров.

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.

Фракции и прочность щебня

Под термином фракция подразумевается усредненный размер элементов материала. Используется следующая градация:

До 5 миллиметров. Называется отсевом. Является отходом при производстве крупных фракций. Применяется как заменитель песка, отсыпка спортплощадок и дорожек, дренаж для грунтовых путей. Стоит дешево, под фундамент не подходит.5-20 миллиметров. Эта мелкая фракция производится из гравия или гранита. Размер зерен обеспечивает хорошее сцепление в бетонной смеси, что делает раствор после засыхания крепким. Помимо этого фундамент на основе такого щебня гладкий, подходит для возведения 1-2 этажных строений без отягощения. Используется во всех видах строительных частных работ.20-40 миллиметров. Среднеразмерная фракция, чаще применяемая в смесях для фундамента частных домов, коттеджей высотой до 3 этажей. Также, этот вид щебня используется в дорожном строительстве, производстве ж/б конструкций, при заливке бетонной смесью площадок под тяжёлую технику.40-70 миллиметров. Крупнофракционный щебень. Изготавливается исключительно из гранита. Используется как наполнитель бетонных смесей для проведения профессиональных каркасных и фундаментных работ, в том числе при возведении многоэтажных зданий, первичной заливке территорий будущих промзон, создании иных конструкций из бетона.70-200 миллиметров. В строительной практике применяется преимущественно для декоративных целей, создания/оформления подпорных стенок, ограждений, стен и сверхмассивных фундаментов. В рамках частного строительства домов – не используется ввиду слишком больших габаритов.

Важный параметр щебня – прочность. Она измеряется путем давления и сжатия в специальной аппаратуре. Этот показатель соотносятся с маркой продукции. Материал бывает:

Очень слабой прочности – М200;Слабопрочный – М300- М600;Среднепрочный – М600- М800;Прочный – М800-М1200;Высокопрочный – М1200-М1400;Сверхвысокой прочности – свыше M1400.

Как соотносятся марки наполнителя и бетонной смеси?

Соответствие без учета дополнительных факторов выглядит следующим образом:

Щебень М1400 – бетон М500;Щебень М1200 – бетон М400;Щебень М1000 – бетон М300;Щебень М800 – бетон М200;Щебень М600 – бетон М100.

Вышеозначенные данные допускает отклонения, зависящие от конкретных соотношений прочих ингредиентов бетонной смеси – цемента и песка. Так в практике частного строительства фундамент на основе бетона М250 содержит гравий марки M800, тогда как смеси М300 и выше применяется исключительно гранит.