Какую роль играет щебень в бетоне. Какой щебень нужен для бетона. Выбор фракции. Какие фракции используют для приготовления бетона? Как правильно выбрать необходимые фракции щебня

Прежде чем, определиться, какая фракция щебня нужна при выполнении бетонных работ по изготовлению железобетонных изделий и конструкций, необходимо рассмотреть такие понятия как щебень и его фракция.

Какую фракцию щебня применять при изготовлении железобетонных конструкций?

Щебень – строительный материал, получаемый дроблением плотных горных пород на фракции 5÷70 мм и более. Он обладает неокатанной, шероховатой поверхность. После дроблении щебня выполняют его рассев по фракциям.

В зависимости от того, из которой горной породы производят щебень, существуют следующие разновидности щебня:

1. известняковый;
2. гравийный, или просто гравий;
3. гранитный;
4. искусственный (из отходов производства, например, шлаковый).

Гранитный заполнитель считается одним из лучших, – он обладает высокой прочностью, но при этом по стоимости он самый дорогой.

Фракция щебня – это совокупность частиц одинакового размера или интервала.

Итак, далее необходимо разобраться, зачем щебень добавляют в бетонную смесь? Кратко, рассмотрим причины, из-за которых необходимо применять щебень, а затем рассмотрим какой именно фракции необходимо добавлять в бетонную смесь, чтоб получить прочную и долговечную конструкцию.

Для чего необходимо добавлять щебень для приготовления бетона?

1. Щебень составляет скелет бетона, это примерно 80…85% от всего объема. Щебень в бетоне называют крупным заполнителем.
2. Применение крупного заполнителя в бетоне позволяет минимизировать процессы усадки, ползучести, увеличивает прочность, плотность, водонепроницаемость и трещинностойкость конструкции.
3. Так как самим дорогим компонентом бетона является цемент, значит, необходимо стремится снизить его расход, без ухудшения свойств изготовляемого бетона. Одним из факторов получения высокой прочности бетона является плотность – чем плотнее бетон, тем он прочнее. Чтоб уменьшить межзерновое пространство (пустоты) в бетоне, необходимо подобрать такие размеры частиц песка и щебня, чтобы при уплотнении бетонной смеси пространство между крупными частицами щебня заняли более мелкие частицы крупного заполнителя, а пустоты между мелкими частицами щебня заняли крупные частицы песка и т.д. Значит, для хорошего бетона необходимо иметь частицы крупного заполнителя нескольких фракций. Такой подход к расчету состава бетона экономит значительное количество цемента при строительстве. Экономия цемента объясняется следующим: мелкие частицы цемента как клей, который должен покрыть и «склеить» между собой все поверхности песка и щебня. Как известно, частицы крупного размера имеют меньшую удельную поверхность, чем частицы маленького размера, следовательно, если щебень и песок очень мелкий, количество цемента для его «склеивания» необходимо больше, или того количества цемента будет не достаточно для обволакивания поверхностей (значительно снизится прочность). Чтоб убедится в правильности вышеприведенного обоснования, необходимо посчитать состав бетона (можно по методу НИИЖБа) с применением сначала крупной фракции, а потом с несколькими фракциями, а затем сравнить расход цемента.

На карьерах по добыче гранитного или другого щебня согласно ГОСТ 8267-93 выпускают после дробления следующие основные фракции щебня:

• 5 (3) ÷ 20 мм;
• 5 (3) ÷ 10 мм;
• 10 ÷ 15 мм;
• 10 ÷ 20 мм;
• 15 ÷ 20 мм;
• 20 ÷ 40 мм;
• 40 ÷ 80 (70) мм.
• Также могут выпускаться по индивидуальному заказу фракции 70 (80) ÷ 120 мм, 120 ÷ 150 мм.

Какие фракции используют для приготовления бетона? Как правильно выбрать необходимые фракции щебня?

Однако, для получения качественного бетона зачастую используют не одну, а две-три фракции щебня, или есть щебень разного размера. На предприятиях по изготовления бетона и железобетонных конструкций по ГОСТ 8267-93 в лабораториях ОТК (отдел технического контроля) определяют проверку зернового состава, наименьший d и наибольший D номинальные размеры щебня. Данные характеристики щебня определяют способом просеивания щебня через стандартные сита и взвешивают остатки на каждом сите. Далее определяются полные остатки на каждом сите. Полученные результаты сравнивают со значениями в таблице 1 из ГОСТ 8267-93.

Таблица 1

Примечание:

1. Для фракций щебня 5(3)÷10 мм и смесь фракций 5(3)÷20 мм дополнительно применяют условие, при котором на нижнем сите 2,5 (1,25) мм полный остаток должен составлять 95÷100 %.
2. Допускается по востребованию потребителя, чтобы полный остаток на сите 0,5(D min + D max) составлял 30-80 % по массе.

После просеивания строят график зернового рассева щебня и если, кривая данного щебня попадает в заштрихованную область графика (рис. 1 ), значит, такой щебень можно использовать в изготовления бетона, железобетона. Если кривая не попадает в указанную область, добавляют еще одну фракцию и повторяют просеивание.

Рис. 1. Зерновой состав гравия (щебня)

Согласно ГОСТ 26633-91* «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия» наибольшая крупность щебня для данной железобетонной конструкции должна быть установлена в стандартах, в типовых проектах, технических условиях или рабочих чертежах железобетонных конструкций. Зная, какая наибольшая крупность зерен щебня предусмотрено в нашем случае по таблице из того же ГОСТ (п. 1.6.4.) определяем какие фракции можно использовать, табл. 2.

Таблица 2

Примечание. Применять фракцию 3÷10 мм допускается в том случае, если используется песок, как мелкий заполнитель с модулем крупности не более 2,5.

Чтоб не строить график зернового состава щебня, можно воспользоваться таблицей из ГОСТ 8267-93 (п. 1.6.5., табл. 5), и проверить содержание отдельных фракций, табл. 3.

Таблица 3

Наибольшая крупность заполнителя, мм	Содержание фракций в крупном заполнителе (щебень, гравий), %
	5(3)÷10 мм	10÷20 мм	20÷40 мм	40÷80 мм	80÷120 мм
10	100	–	–	–	–
20	25 – 40	60 – 75	–	–	–
40	15 – 25	20 – 35	40 – 65	–	–
80	10 – 20	15 – 25	20 – 35	35 – 55	–
120	5 – 10	10 – 20	15 – 25	20 – 30	30 – 40

Упрощенный вариант выбора необходимой фракции щебня

Процесс выбора правильной фракции щебня, который кратко приведен выше, касается в основном предприятий, которые производят бетон и железобетонные изделия. Но в большинстве случаев достаточно знать следующую информацию приведенной в табл. 4 (на основании СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции).

Таблица 4

Параметр	Величина параметра
1. Число фракций крупного заполнителя при крупности зерен:до 40 ммбольше 40 мм	Не менее двухНе менее трех
2. Наибольшая крупность заполнителя для железобетонных изделий	Не более 2/3 от наименьшего расстояния между стержнями арматуры
3. Наибольшая крупность заполнителя для железобетонных плит	Не более 1/2 толщины плиты
4. Наибольшая крупность заполнителя для железобетонных тонкостенных изделий	Не более 1/3 – 1/2 толщины изделия
5. При перекачивании бетононасосом наибольшая крупность заполнителя	Не более 0,33 внутреннего диаметра трубопровода
6. При перекачивании бетононасосом наибольшая крупность заполнителя, в том числе зерен наибольшего размера лещадной и игловатой формы	Не более 15 % по массе
7. При бетонировании подземных конструкций инъекционным и вибронагнетательным методами (п. 2.7)	Не более 10÷20

Согласно СНиП 3.03.01-87 (п. 3.1) при сооружении массивных гидротехнических сооружений разрешается применять щебень и гравий следующих фракций:

• 120÷150 мм;
• больше 150 мм укладывать непосредственно в форму (опалубку) перед укладкой бетонной смеси.

Еще для наглядности приведем в табличной форме преобладающее применение щебня, в зависимости от фракции, табл. 5

Таблица 5

Фракция щебня	Область применения
5 (3) ÷ 20 мм;5 (3) ÷ 10 мм;10 ÷ 15 мм;10 ÷ 20 мм;15 ÷ 20 мм;	Производство бетона, бетонных и железобетонных конструкций, элементы мостов, плиты перекрытий и т.д.
20 ÷ 40 мм;40 ÷ 80 (70) мм.	Закладка фундамента, производство промышленных зданий и сооружений, бетона, бетонных и железобетонных конструкций, строительство автомобильных и железных дорог
Совместное использование нескольких фракций с частицами от 20 до 70 мм	Строительство массивных промышленных зданий и сооружений, мостов, туннелей и т.д.
70 (80) ÷ 120 мм, 120 ÷ 150 мм, больше 150 мм	Строительство массивных фундаментов, промышленных зданий и сооружений, применяется в ландшафтном дизайне: декор, отделка бассейнов, берегов водоема

Еще несколько важных заметок вам нужно знать для того, чтобы изготовить правильно бетонную смесь:

1. Существенное влияние на прочность бетона оказывает качество (чистота, отсутствие органических примесей) заполнителя (щебня). Согласно ГОСТ 26633-91* (п. 1.6.5), содержание пылеватых, глинистых и органических примесей в крупном заполнителе (щебень) не должно превышать 1-3% по массе. Если все-таки щебень загрязненный, можно его промыть с помощью воды под напором из шланга.
2. Также существенное влияние на прочность бетона оказывает прочность заполнителя. В зависимости от класса бетона марка щебня из природного камня должна быть не ниже (ГОСТ 26633-91*, п. 1.6.7). — смотри таблицу ниже, табл. 6.
3. Не рекомендуется для изготовления фундамента использовать вторичный щебень.

Таблица 6

Если возникли вопросы, пишите в комментариях ниже.

Вас консультировал эксперт

Конев Александр Анатольевич

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.

Любая бетонная смесь включает в свой состав ряд составляющих от которых зависят основные ее характеристики. Из них обязательными являются три составных элемента: вода, цемент и наполнитель. В качестве наполнителя обычно используется щебень, имеющий отличные эксплуатационные параметры.

Чтобы получить бетон особо высокой прочности, щебень используется высококачественный, прочность которого может достигать 1000 Мпа и более. Значение это определяется тем, какой материал использован для получения щебня, каковы его особенности. Рассмотрим, какой именно щебень можно применять в качестве основы для получения бетонной смеси.

Разновидности щебня, используемого для приготовления бетона

По видам щебень может быть:

• кубообразным;
• имеющим острые углы;
• клинообразным;
• лещадным.

Используемый для бетона щебень может иметь искусственное или природное происхождение. Искусственный получают путем переработки домашнего шлака и строительного мусора. Он представляет собой вторичный материал, поэтому себестоимость его невелика. Он практически не используется в строительных работах, им укрепляют слабые грунты при строительстве не слишком ответственных дорог. Природный щебень получают путем дробления горных пород. Правильный выбор щебня позволяет снижать усадку грунта и его ползучесть, увеличивать долговечность и прочность бетона.

Важная характеристика, по которой производится выбор подходящего для конкретных работ щебня, это размер фракций. Под этим понимается размер тех частиц, которых в материале больше всего. Чем меньше размер частиц, тем меньше номер фракции.

При формировании бетонной смеси щебень крупных фракций используется там, где необходимо обеспечить высокую прочность бетона после его схватывания. Щебень мелких фракций лучшим образом заполняет полости и пустоты.

Щебень плоской и игловидной формы снижает прочность бетонной смеси, к тому же вырастает расход цемента. Использование такого щебня понижает морозостойкость готового бетона, поэтому в строительстве эта форма щебня практически не используется. Рассмотрим подробнее виды щебня, применяемые в строительных работах.

Гранитный щебень - лучший для бетона

Этот щебень - один из самых прочных рудных материалов. Получается он путем дробления природного гранита. Для бетона этот вид щебня - самый лучший наполнитель, применяется он для тех бетонов, которые должны иметь высокую марку:

• покрытие дорог и аэродромов;
• самые ответственные строительные элементы, испытывающие максимальную нагрузку (стены, плиты, колонны);
• различные мостовые конструкции, включая мостовое полотно.

Гранитный щебень по своему качеству характеризуется следующими показателями: плотностью, прочностью на сжатие, а также фракционностью, которая может находиться в пределах от 5 до 150 мм. Наиболее популярна фракция размерами от 5 до 20 мм, которую применяют при сооружении изделий из железобетона, дорожных покрытий и мостов. Ее использование гарантирует надежный состав смеси и ее высокие эксплуатационные данные.

Щебень средней фракции размерами 40 миллиметров используют для сооружения объектов промышленности. Крупная фракция, применяемая для создания габаритных конструкций из бетона, имеет размеры 40-70 мм. Щебень более крупных форм идет на изготовление бутобетонных фундаментов.

Эксплуатационные параметры гранитного материала говорят о высокой его прочности. Марка такого щебня может быть в пределах 1200-1400, а его морозостойкость достигает 400 циклов.

Материал гравийный и известняковый

Щебень гравийного типа получается методом просеивания карьерных пород или дроблением скал природного происхождения. Эксплуатационные показатели этого материала уступают граниту, но стоимость его ниже. Этим наполнителем активно пользуются при изготовлении ЖБИ, в дорожных работах и при создании фундаментов. По своей фракционности он может быть разделен на мелкий, имеющий размеры до 10 мм, средний (от 10 до 20 мм) и крупный, с размером фракции до 40 мм.

Известняковый щебень - один из наиболее дешевых видов наполнителя. В зависимости от класса точности можно подразделить этот материал на группы:

• М600-М800 - эти марки получаются из известняка или доломита, показатели их высоки, и размеры фракций большие;
• М300 - М600 - марки, получаемые из известняка;
• М200 - марка дорогая, поэтому не применяется при получении бетона.

Связь марки бетона с маркой щебня

Основным наполнителем могут служить любые твердые породы - гранит, гравий, известняк, керамзит, колотый кирпич и асфальт. Но в выборе наполнителя есть некоторые особенности. Прочность конкретного наполнителя может сильно ограничивать возможности его использования. Так, использовать битый кирпич совершенно невозможно при изготовлении ответственных бетонных конструкций.

Марка твердого наполнителя обозначает его прочность. Соответствие марок бетона и наполнителя представлено в таблице:

Марка щебня	Марка бетона
М1200	М400 - М500
М 1000	М 300
М 800	М 200
М 600	М 100

Эта таблица допускает некоторые отклонение, которые вполне допустимы и определяются соотношением песка и цемента. Практически бетон марки М250 и менее изготавливают с использованием гравия, а выше М 300 применяют гранит.

Бетон не может быть прочнее его наполнителей, так что из цемента марки М400 бетон М500 получить невозможно. Получение правильной мерки бетона зависит от подбора пропорций его составляющих.

Какой фракции щебень нужен для бетона?

Для бетонной смеси используется щебень фракции 5-70 мм. Более тонкое разделение формирует подгруппы 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм. Для бетонирования лучше использовать более крупный щебень и гравий, поскольку при этом использованный наполнитель будет иметь меньшую удельную поверхность и оказывать меньшее давление на цементный раствор, что обеспечивает требуемую подвижность смеси.

Существуют нормативы, согласно которым наполнитель высокой крупности должен составлять от одного до двадцати процентов массы, а пониженной крупности - не больше 20% смеси.

В соответствии со СНиП 3.03.01-87, бетонная смесь должна иметь в своем составе щебень не менее двух фракций с максимальным размером частиц до 40 мм, и не меньше трех фракций, если наибольшие частицы составляют 40-70 мм. Максимальный размер щебня должен быть меньше 3/3 минимального расстояние между продольными арматурными стержнями. Также он не должен превышать 1/3 минимального размера конкретного строительного элемента, например, его ленточной ширины.

Долговечность и прочность конструкций из бетона прежде всего зависят не только от того, насколько качественные материалы использованы, но и от того, насколько правильно подобрана смесь. Для того, чтобы получить качественный бетон, необходимо учитывать все тонкости его приготовления.

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:

1. Кубовидная (от 12 до 15 %), самая плотная.
2. Обычная (18–35 %), со средним расстоянием между частицами.
3. 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.

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.