Щебень применяется при заливке оснований для малоэтажных жилых домов, отмостков, лестниц, пешеходных дорожек, а также при решении множества других строительных задач. В качестве наполнителя используется гранитный или гравийный щебень прочностью М1200 мелких фракций, который составляет 1170 кг на кубометр раствора.
Какой щебень подходит для производства бетона
Данный нерудный строительный материал находит широкое применение в разных видах строительных работ, включая изготовление бетонных растворов. Щебень для бетона получают путем дробления различных горных пород, а затем распределяют по фракциям. Характеристики конечного бетона непосредственно зависят от типа использованного щебня, его качества и размера фракций.
Зачем щебень добавляют в бетонный раствор?
Щебень является ключевым компонентом бетонных растворов и выполняет несколько важных функций:
- Используется как каркас (основа) для других, более мелких компонентов, таких как песок, цемент и отсев.
- Предотвращает формирование водяных прослоек, которые могут существенно снизить прочностные характеристики бетонных растворов.
- Неровная поверхность щебня улучшает сцепление с остальными компонентами. После химического отверждения бетон превращается в монолитное состояние, способное переносить разнонаправленные внешние нагрузки.
- Гидроизоляционные свойства щебня значительно лучше, чем у обычной цементно-песчаной смеси, что способствует повышению таких характеристик готового раствора.
- Добавление щебня увеличивает упругость бетонных конструкций, что в свою очередь исключает возможность возникновения трещин, сокращает деформацию, усадку и ползучесть.
- Использование щебня в рецептуре бетонного раствора снижает его себестоимость (натуральный камень оказывается дешевле цемента) без ущерба для прочностных характеристик возводимого объекта.
Характеристики щебня
При выборе состава тяжелого бетона необходимо учитывать следующие характеристики щебня:
1. Прочность – это способность щебня выдерживать сжимающие нагрузки. Она зависит от материала, из которого изготовлен щебень, а также от примерно количества зерен, представляющих собой слабые породы. Прочность щебня классифицируется по маркировке, которая может быть следующей:
- Очень слабая – до М200;
- Слабая – от М200 до М600;
- Средняя – от М600 до М800;
- Прочная – от М800 до М1200;
- Высокопрочная – от М1200 до М1400.
2. Лещадность – определяется количеством пластинчатых и игловатых зерен в общем объеме щебня. Она характеризуется процентным содержанием данных типов зерен и может классифицироваться следующим образом:
- Обычная 1 – до 50%;
- Обычная 2 – до 35%;
- Улучшенная – до 25%;
- Кубовидная – до 15%;
- Окатанная – до 10%.
Использование обычной лещадности щебня может привести к перерасходу цемента и образованию пустот в бетонной смеси, а для плотной укладки предпочтительнее использовать кубовидный или окатанный щебень;
3. Насыщенная плотность – обозначает массу одного кубометра дробленого щебня. Чем мельче фракция, тем выше их насыпная плотность, что очень важно при транспортировке данного материала и производстве бетонных конструкций, так как это позволяет точнее рассчитать необходимый объем цементного раствора для приготовления бетонной смеси. Она определяется весом одного кубометра;
- Морозостойкость – это способность материала сохранять эксплуатационные характеристики при определенном (активном) количестве циклов замораживания и размораживания. Для качественного бетона минимальное значение морозостойкости щебня не должно быть менее 300;
- Радиоактивность – уровень естественного радиационного фона природных материалов, который чаще всего повышен у гранитных пород. В зависимости от уровня фонового радиационного уровня бетонные конструкции, сделанные на таком щебне, могут применяться в производственном строительстве или в гражданском;
- Фракция – это количество частиц определенного размера в объеме щебня. Бетонный камень формируется в процессе твердения цемента, который смешивается с водой. Пустоты, образующиеся между зернами щебня, заполняются песком, что приводит к образованию единого монолита без пустот, обладающего высокой прочностью.
Помимо этого, качество щебня также зависит от других характеристик, таких как содержание:
- Пылевидных и глинистых частиц размером менее 0,05 мм;
- Глиняных комков, не превышающих 0,5%;
- Нежелательных компонентов и примесей.
Все данные характеристики зависят прежде всего от природы происхождения минералов, из которых произведен щебень.
Виды щебня, подходящие для изготовления бетона
Прочностные показатели щебня в первую очередь зависят от пород, из которых он изготовлен. Ниже представлены основные виды щебня.
Гранитный
Гранитный щебень изготавливается посредством дробления природных гранитных пород. Благодаря своей ломаной и шероховатой поверхности обеспечивает отличное сцепление с твердеющим цементным раствором, что способствует повышению прочности и морозостойкости бетона. Бетон на гранитном щебне используется при создании нагруженных конструкций, таких как фундаменты, опоры высотных зданий, мостовые конструкции, причалы для морских и речных судов, а также покрытий взлетно-посадочных полос. Благодаря разнообразным цветам гранитного щебня, его мелкие фракции часто применяются в благоустроительных работах. Примерные характеристики гранитного щебня:
- Прочность – до М1400;
- Лещадность – 15-25%;
- Насыщенная плотность – 1,4 т/м³;
- Морозостойкость – до F350;
- Радиоактивность Аэфф – до 300 Бк/кг;
Гравийный
Гравийный щебень получают в результате дробления речного, морского или горного гравия. Его прочность, как правило, ниже по сравнению с гранитным, поэтому он используется при изготовлении бетона средних марок, которые применяются для большинства железобетонных конструкций в гражданском и промышленном строительстве. Примерные характеристики гравийного щебня:
- Прочность – М1000;
- Лещадность – 20-25%;
- Насыщенная плотность – 1,32 т/м³;
- Морозостойкость – до F300;
- Радиоактивность – Аэфф – до 70 Бк/кг;
Известняковый
Известняковый щебень получают из осадочных пород. Прочность бетона на основе известнякового щебня в значительной степени зависит от марки и расхода цемента. Известковый щебень имеет шероховатую поверхность, что обеспечивает высокую адгезию и отсутствие усадочных пустот при твердении бетона. Однако прочность известнякового щебня невысока, из-за чего создание бетона класса прочности выше В12,5 крайне сложно. Тем не менее, из-за своей низкой стоимости, при увеличении расхода цемента и его марки, возможно получение бетона более высокого класса прочности на сжатие на основе известнякового щебня. Примерные характеристики известнякового щебня:
- Прочность – М600;
- Лещадность – 15-25%;
- Насыщенная плотность – 1,29 т/м³;
- Морозостойкость – до F150;
- Радиоактивность Аэфф – до 55 Бк/кг;
Вторичный (бетонная крошка)
Вторичный щебень получают в процессе переработки демонтированных во время сноса зданий железобетонных конструкций. Во время переработки производится очистка обломков от грязи и посторонних примесей. Очищенные осколки затем измельчаются, вследствие чего получается вторичный щебень различных фракций. Фракция 20-40 мм используется в качестве наполнителя бетона. Однако практически невозможно обеспечить полную чистоту вторичного щебня от примесей, таких как частицы кладочных или штукатурных смесей и песчано-цементного раствора, что ограничивает применение этого материала, в основном, для низкомарочных бетонных смесей, таких как подбетонки, стяжки, тротуары, лестницы на грунте и малые архитектурные формы. Примерные характеристики вторичного щебня:
По каким параметрам подбирают щебень?
При выборе щебня необходимо обращать внимание на следующие аспекты:
— Вид щебня. Это зависит от пород, из которых добывается щебень, а также от его происхождения. Он делится на гранитный, гравийный, известняковый, вторичный, серпентинитовый и амфиболитовый. Разные виды щебня характеризуются различиями в прочности, плотности и пористости, а также по весу, стоимости и областям применения. Мрамор и кварц не подходят для производства бетона. Наиболее популярным материалом при этом является гранит, благодаря его практическим свойствам хорошего сцепления и высокой прочности. Гравий, в свою очередь, отличается высоким содержанием лещадных камней в составе и может применяться для бетона, предназначенного для конструкций без значительных нагрузок. Известняк также варьируется по количеству примесей в его составе и используется для бетона с невысокой прочностью.
— Прочность. Этот параметр измеряется в лабораторных условиях с помощью опытных испытаний. Различается на 5 групп с маркировкой прочности от М200 (низкая) до М1400 (высокая). Данная характеристика является ключевой при строительстве и производстве конструкций, независимо от их размеров, масс, площади или назначения. Марка бетона по прочности подбирается индивидуально для каждого проекта, с учетом запланированных нагрузок. При заливке фундамента многоэтажных жилых зданий по установленной технологии требуется использовать марку бетона не ниже М1200. Для других целей, например, для одноэтажных вспомогательных конструкций, гаражей, беседок и хозяйственных зданий, допускается использование бетона меньшей прочности.
— Морозостойкость. Этот параметр измеряется количеством циклов, которые бетон может выдержать от замороженного состояния до полного размораживания, при этом не теряя своих первоначальных свойств и не разрушаясь. Данный показатель особенно важен в условиях сурового климата. Устанавливается в ходе опытных испытаний и обозначается показателем F с числовым значением, указывающим на количество допустимых циклов. Для фундамента бетон не должен иметь параметр морозостойкости ниже F300. Для конструкций небольшой массы и высоких характеристик, в менее суровых условиях, допустимо использование бетон с показателями F200 и ниже.
— Фракция щебня. Это относится к размеру камней, входящих в состав щебня. Выделяют мелкие, средние и крупные фракции, которые также разделяются на стандартные и нестандартные группы. Мелкая фракция включает размеры от 5 до 20 мм, средняя – от 20 до 40 мм, а крупная превышает 40 мм. Стандартные фракции востребованы в различных отраслях строительства, а нестандартные, такие как 0-5 мм, 3-8 мм, 40-120 мм, 70-120 мм, находятся в использовании для благоустройства территорий и ландшафтного дизайна, а также для производства песчаных строительных смесей.
— Лещадность. Этот параметр определяет количество зерен с гладкой или плоской поверхностью в общем объеме щебня. Чем ниже показатель лещадности, тем лучше сцепление камней со связующими элементами в составе бетона. Плоские и продолговатые камни могут усложнить процесс уплотнения компонентов при производстве бетона, создавая пустоты и требуя большего количества связующего вещества, на что влияет и стоимость бетона, а также снижает прочностные характеристики, долговечность и устойчивость. Лещадность определяется в процентах и делится на 5 категорий:
Как выбрать щебень для конкретных марок бетона
- Для бетона М-100 и М-150 – использовать щебень М600;
- Для бетона М-200 и М-250 – использовать щебень М800;
- Для бетона М-300 и М-350 – использовать щебень М1000;
- Для бетона М-400 и М-500 – использовать щебень М1200.
При производстве бетона марка прочности щебня напрямую определяет марку прочности самого бетона. К примеру, если необходимо изготовить бетон марки М100 с использованием щебня М600, то берется более мелкая фракция щебня, а для бетона марки М150 подбирается более крупная щебенка. Тот же принцип применим и для других марок бетона и щебня.
Какой щебень выбрать?
Мы рассмотрели различные виды сыпучих компонентов и их отличия, чтобы облегчить выбор наполнителя для конкретной марки бетонной смеси.
Правильная комбинация компонентов обеспечит качество строительного объекта при оптимальном использовании бюджета. Смесь, в состав которой входят 2-3 фракции щебня, обеспечивает материалу высокие прочностные характеристики. При этом увеличивается морозостойкость, существенно сокращается усадка бетона при задействовании. Чем выше нагрузки на конструкции, тем тщательнее необходимо подходить к выбору заполнителя. Рекомендуется проконсультироваться со специалистами на сайте или заказать готовый товарный бетон в соответствии с решаемыми задачами.
Критерии выбора щебня для изготовления бетонного раствора
Выбор наполнителя зависит от марки бетона:
- Бетон М-100. Этот вид бетона обладает невысокой прочностью и применяется для основания под дорожное покрытие, тротуары и фундаменты. Для приготовления смеси может быть использован вторичный или известняковый щебень размером 5-20 мм.
- Бетон М-150. Относится к среднепрочным бетонам и используется для ряда работ, таких как подготовка оснований для площадок и дорожек, создание бетонных стяжек и монолитных опор с низкими нагрузками. В качестве заполнителя применяются гравийная смесь или известняковый щебень размером 5-20 мм.
- Бетон М-200. Это тяжелый бетон средней прочности, применяемый при заливке фундаментов для малоэтажных домов, аллей, площадок и лестниц. В качестве наполнителя может использоваться гранитный или гравийный щебень, размер который может составлять 5-40 мм.
- Бетон М-250. Достаточно крепкий бетон, чья объемная масса колеблется от 1800 до 2500 кг на кубический метр. Используется при строительстве зданий и сооружений различного назначения, а также при устройстве тротуаров, дорожек и трасс. Заполнителем могут служить гранитный или гравийный щебень размером 5-20 и 20-40 мм.
- Бетон М-300. Это тяжелый бетон, широко применяемый в строительстве для устройства отмосток, фундаментов, перекрытий и лестниц, а также в малоэтажном строительстве. Для такого бетона используются две или три фракции щебня с размерами зерен 5-40 мм.
- Бетон М-350. Из него изготавливаются ответственные конструктивные элементы, которые должны выдерживать значительные нагрузки. Бетон данной марки применяется для создания стен, перекрытий, фундаментов, колонн и аэродромных плит. Используются комбинации из двух или трех фракций размером 5-70 мм.
- Бетон М-400. Этот тяжелый бетон включает в себя портландцемент, который придает ему высокую прочность на сжатие, растяжение и излом. Используется для возведения ответственных сооружений, мостов, эстакад и специальных зданий, таких как гидроэлектростанции, шлюзы, тоннели, плотины и водосбросные конструкции. Для данной смеси применяют гранитное щебенье с фракциями 5-25 и 20-30 мм.
- Бетон М-500. Такой бетон и выше производятся по установленным заказам и предназначены для создания уникальных конструктивных элементов. В его состав входят портландцемент и крупный заполнитель, зачастую серпентинитовый, амфиболитовый или гранитный щебень размером 5-25 и 20-70 мм.
Последствия неправильного выбора щебня для бетона
Неверный выбор размера зерна может привести к созданию низкокачественных железобетонных изделий. Использование щебня с одинаковыми фракциями может вызвать образование пустот в бетонном растворе, что, в свою очередь, снижает прочность и качество бетона.
Щебень в бетонный раствор должен добавляться в строго определенных пропорциях. При превышении количества щебня его сцепление с цементным раствором станет недостаточным, что приведет к разрушению структуры под нагрузкой. При недостатке щебня в растворе произойдет проседание бетона и снижение его прочности. Оптимальное соотношение щебня в бетонной смеси составляет около 80% от общего объема раствора.
Чтобы обеспечить высокое качество строительного материала, щебень должен соответствовать стандартам ГОСТ. Дополнительно могут быть указаны и другие параметры, которые зависят от места добычи. Производители уточняют параметры для каждого типа щебня.
Невозможно однозначно определить, какой размер щебня лучше подходит для смесей, так как выбор зависит от того, какой марке бетона необходимо добиться в каждом конкретном случае.
