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.

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.

Добавление щебня в бетон стало популярно по нескольким основным причинам, одна из которых – материал наиболее дешёвый по сравнению с цементом, но у него большая твердость и плотность. Кроме того, при добавлении щебня в бетонный раствор, понижается ползучесть, и процент усадки смеси.

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.

Основные характеристики щебня

Главные характеристики:

1. Средняя плотность должна составлять 1,4-3 грамма на кубический сантиметр.
2. Прочность на сжатие определяется пределом прочности горной породы при зажатии и дробимости получаемого материала.
3. Лещадность. Это характеристика, что определяет плоскость щебня. В строительстве применяются угловатые пластинчатые формы материала. В зависимости от этого имеется несколько разновидностей групп камня. Самой хорошей и лучшей считается кубовидная форма, поскольку с помощью неё добиваются хорошей утрамбовки.
4. Фракция щебня для бетона. Этот параметр определяет размеры используемого материала.
5. Морозостойкость. Этот показатель укажет, в каких температурных диапазонах можно использовать щебень. Используется для маркировки литера F, а также число указываемое на циклы, которые сможет выдержать щебень при оттаивании и заморозке. Самым хорошим качеством обладает щебень с маркировкой F300. Этот параметр особенно важно соблюдать в условиях российского строительства, поскольку температура воздуха зимой и летом сильно отличается.
6. Радиоактивность. Этот параметр указывает на естественный радиоактивный фон материала. Если на упаковке написан первый класс, то его можно использовать в любых работах. Второй класс применяют для возведения дорожных полотен.

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:

• 5-10;
• 5-20;
• 20-40;
• 40-70;
• 70-120.

Самым востребованным в строительстве считается фракция с диаметром 5-20 мм, которые довольно часто применяются для строительства асфальта и создания 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:

1. Гравий – камни речного и морского происхождения.
2. Дробленый щебень, который производится после обработки жестких пород.

Фракции в миллиметрах:

• 3-10;
• 5-40;
• 5-20;
• 20-40.

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):

• 20-40;
• 5-20;
• 40-70.

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:

1. Крупный.
2. Средний.
3. Мелкий.
4. Щебень отсев.

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, 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.

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.

Состав бетона включает компоненты разных типов, которые и обеспечивают его главные свойства. Существует три главных составляющих, каждая из которых придает материалу определенные свойства. К ним, в частности, относится вода в качестве заполнителя и цемент. Также тут следует назвать добавки. Они используются далеко не всегда, что необходимо учитывать. Зачем нужен добавочный материал? Такая процедура обеспечивает большую прочность бетона. Если возникает необходимость внесения подобной составляющей, нужно тщательно ознакомиться с государственными стандартами на марку и веществом для усиления параметров.

Щебень как добавочный компонент обеспечивает большую прочность бетона.

Перевалка щебня быстро и доступно! Щебень относится к таким типам заполнителя для бетона, которые довольно часто применяются.

Причиной тому являются достаточно высокие эксплуатационные характеристики, которыми обладает щебень. К примеру, прочность материала такого типа может достигать 1000 МПа и даже более высокого показателя. Все находится в зависимости от конкретно взятой породы и ее особенностей. Необходимо более подробно рассмотреть такой тип материала, так как он требует особого подхода.

Для фундамента и конструкций из тяжелого бетона в качестве крупных заполнителей применяется гравий и щебень для бетона из горных плотных пород по ГОСТу 8267, из ферросплавных и доменных шлаков черной металлургии и медеплавильных и никелевых шлаков цветной металлургии по ГОСТу 5578 и, наконец, из шлаков ТЭЦ, ГОСТ 26644.

Особенности добычи

Щебень добывается следующим образом: твердые горные породы дробятся, после чего производится разделение в зависимости от размера зерен и устанавливается фракция.

Щебень добывается следующим образом: твердые горные породы дробятся, после чего производится разделение в зависимости от размера зерен и устанавливается фракция. Порой его добывают в карьере, при этом пользуются методом просеивания. На территории РФ щебень в самых больших количествах добывается на карьерах Урала, вот некоторые из них:

• cыростанкинский карьер;
• медведевский карьер;
• саткинское месторождение;
• медногорское месторождение;
• рудник Малый Кубайс;
• новосмолинский карьер;
• мочищенский завод;
• режевский завод;
• казанцевский карьер;
• тимофеевский карьер и др.

Форма отдельных камней очень важна для производства бетона: чем больше камень похож на куб, тем больше в заданный объем их поместится. Напротив, наличие игловидных элементов снижает качество заливки. Стандартный размер, который имеет одна фракция, равен от 5 до 20 мм. Щебень для бетона, фракция которого вкладывается в эти пределы, дает возможность в разы повысить эксплуатационные свойства бетона, а кроме того, обеспечивает также большое количество других преимуществ. Для производства составов высоких марок применяется щебень, имеющий более крупные размеры. Это дает возможность повысить показатель прочности, но, вместе с тем, стоимость подобного материала тоже повышается.

Предел содержания вредных веществ

Имеется допустимый процент содержания минералов и пород, относящихся к вредным примесям в добавочном материале для бетона:

• сера, сульфиды (за исключением пирита) и сульфаты (ангидрит, гипс и пр.) в пересчете на SO3 не больше 1,5% для крупного заполнителя по массе и до 1,0% для мелкого заполнителя по массе;
• аморфные типы диоксида кремния, который растворяется в щелочах (опал, халцедон, кремень) – не более 50 ммоль/л;
• слоистые силикаты (хлорит, слюда, гидрослюда и др., которые являются породообразующими минералами) – не выше 15% для крупного заполнителя по объему и для мелкого заполнителя – не более 2% по массе;
• пирит в пересчете на SO3 – не выше 4% по массе;
• галоиды (сильвин, галит и пр.), подразумевающие также и водорастворимые хлориды, при пересчете на ион хлора: не выше 0,1% для крупного заполнителя по массе и не более 0,15% для мелкого заполнителя по массе;
• магнетит, апатит, гидроксиды железа (гетит и др.), фосфорит, нефелин, которые являются минералами, образующими породу, – не более 10% каждый в отдельности и не более 15% в сумме по объему;
• уголь – не выше 1% по массе;
• свободное асбестовое волокно – не выше 0,25 по массе.

Содержание глинистых и пылевидных частиц из метаморфических и изверженных пород не должно быть выше 1% по массе – для бетонов всех классов. Содержание глинистых и пылевидных частиц в щебне из осадочной породы не должно быть больше 2% по массе для бетонов класса В22 и выше, не более 3% по массе – для бетона класса В20 и ниже. Содержание в щебне зерен лещадной формы не должно быть выше 35% по массе.

Различают следующие виды:

• гранитный;
• гравийный;
• самый распространенный вид – известняковый.

Гранитный

Гранитный лучше применять в качестве заполнителя для бетонных высокомарочных смесей, которые используются при заливке дорожных, мостовых и аэродромных покрытий.

• Какой материал нерудного происхождения является самым прочным и лучше обеспечивает прочность бетона? Гранитный. Его получение происходит путем дробления природного гранита, чьи обломки после направленного взрыва перемалываются в специальном агрегате. Гранитный щебень лучше применять в качестве заполнителя для бетонных высокомарочных смесей, которые используются при заливке:
• дорожного и аэродромного покрытия и ряда иных видов работ. В этом случае огромное внимание уделяется возможности перенесения серьезных показателей динамической нагрузки;
• мостового полотна и прочих мостовых конструкций. Следует отметить, что на щебень для бетона в этом случае будет дополнительно оказываться воздействие со стороны переменного водного уровня, который является серьезной проблемой;
• ответственных участков, таких как стены, колонны и плиты перекрытий, которые несут большую нагрузку. В подобных случаях щебень должен гарантировать способность выдержать не только давление статическое, но еще и динамическое, что немаловажно в ходе эксплуатации.

Параметры качества:

• плотность;
• фракция;
• прочность на сжатие;
• лещадность.

Фракции материала

Фракция в пределах 5-20 мм является наиболее мелкой фракцией, она обеспечивает высокие показатели долговечности и надежности фундамента.

Гранитный должен иметь фракции, лежащие в пределах от 5 до 150 мм:

• фракция меньше 5 мм называется гранитным отсевом. У него мелкие зерна и его применяют в качестве декоративного оформления вазонов, клумб, газонов и пр. Такой используют достаточно редко в качестве добавочного компонента в бетоне. Применение этой фракции допускается при использовании в качестве мелкого песочного заполнителя с модулем крупности не больше 2,5;
• фракция в пределах 5-20 мм является наиболее мелкой фракцией, которая лучше всего используется. Ее используют при строительстве ЖБИ, строительстве мостов и дорожных покрытий. Данная фракция обеспечивает высокие показатели долговечности и надежности фундамента. Вместе с тем, такая добавка имеет невысокую стоимость;
• фракция средняя, которая характеризуется размерами зерна от 20 до 40 мм и используется в качестве добавки к бетону при возведении фундамента крупных промышленных зданий;
• крупный заполнитель, 40-70 мм, который идет на строительство фундамента массивных конструкций.

Допустимо применять щебень в виде смеси пары смежных фракций.

Более крупные камни могут применяться при строительстве бутобетонного фундамента. Необходимо учитывать, что такой для бетона используется довольно редко.

Гранитный щебень достаточно прочный по своим техническим характеристикам, марка его находится в границах от 1200 до 1400, морозостойкость до 400 циклов. Его лещадность невысокая, равна всего 15-18%.

Лещадность – это характеристика формы зерен; она выражается в процентном содержании зерен игловидной и пластинчатой формы от общей массы.

Возможно увеличение всех этих характеристик, если использовать только отборный камень, не имеющий изъянов. Отсутствие деформации дает возможность усовершенствовать структуру и сделать более прочной монолитную массу.

Применение

Добавка к бетону гравия широко используется при строительстве фундамента, строительстве дорог и изготовлении ЖБИ.

Добывается гравийный щебень путем просеивания карьерной породы или дробления природных скал. Такой материал уступает по прочности гранитному наполнителю. Зачем его в таком случае использовать, спросите вы? В отличие от гранитного, этот более доступный. Добавка к бетону гравия широко используется при строительстве фундамента, строительстве дорог и изготовлении ЖБИ. Гравийный подразделяется на несколько типов:

• гравий, имеющий округлые зерна, которые стали таковыми под воздействием морской или речной воды.
• колотый, дробленый или природный.

Еще подразделяется в зависимости от размера фракций:

• мелкий – зерна до 10 мм.
• средний – зерна от 10 до 20 мм.
• крупный – величина зерен не превышает 40 мм.

Известняковый

Морозостойкость известнякового щебня имеет всего 50-100 циклов, что не дает возможности применения данного материала в капитальном строительстве в высоких широтах.

Известняковый является одним из наиболее доступных добавочных материалов, используемых в строительстве. В его составе лежит кальцит, отчего материал имеет вид белых камней, оттенок которых зависит от примесей и может меняться: от кварца, железа или глины.

Известняковый можно разделить на несколько групп в зависимости от класса прочности:

1. М 300-600 – производится, главным образом, из известняка.
2. М 600-800 – результат переработки доломита и известняка. Ему свойственны высокие характеристики и фракции крупных размеров.
3. М 200 – группа, практически не используемая в бетонном производстве по причине слишком большой дороговизны щебня для материала данного типа. Используются породы, которые не отличаются столь высокой стоимостью.

Морозостойкость имеет всего 50-100 циклов, что не дает возможности применения данного материала в капитальном строительстве в высоких широтах.

Когда нужно приобретать щебень для добавки в бетон фундамента, необходимо осведомиться о наличии специальной документации. По ним можно понять соответствие требуемых и ожидаемых характеристик того типа, какой вы предпочтете использовать в строительстве.

Приступая к строительным работам с использованием бетонных смесей необходимо ясно понимать какой фракции понадобится щебень для бетона. Заполнитель раствора составляет наибольшую долю объема, поэтому щебень для определения качества бетона не меньше важен чем цемент. Именно от щебня зависит долговечность и прочность бетона, он определяет пластичность раствора, уменьшает усадку и расход цемента, снижая стоимость работ.

Бетонный щебень выбирается исходя из задач, решаемых при строительстве и эксплуатации готовых конструкций из бетона. Давление которой подвергается бетонная дорожка многократно отличается от нагрузки на фундамент здания. Так же, как и условия для фундаментов легких построек отличаются от требований к фундаментам многоэтажных зданий. И хотя на выбор щебня для бетона оказывают влияние множество факторов, однако существуют определенные правила, которые необходимо соблюдать.

Для заливки фундамента под строительство большого сооружения используется смесь мелких фракций 5 - 20 или 5 - 10 мм гранитного щебня. Зерна кубовидной формы хорошо трамбуются между собой. Крупное зерно в 20 мм дает прочность раствору, а более мелкие зерна от 5 мм заполняют пустоты межу крупными образуя плотную массу. Такой бетон обладает хорошей прочностью и морозостойкостью, но повышает расход цемента.

Для фундаментов под небольшие строения подойдет гравийный щебень средней фракции 20-40 мм. Раствор со средним размером зерна менее пластичен и тяжелее трамбуется и армируется, но обладает запасом прочности и невысокой ценой.

Для бетонных полов, дорожек, отмосток, тротуарных плиток используют известняковые и вторичные виды щебня с зерном мелких фракций, и повышенной лещадностью. Щебень с пластинчатой формой зерна повышает расход цемента, и плохо трамбуется, но наиболее экономичен.

Использование щебня из горных пород нормируется ГОСТом 8267, из металлургического шлака ГОСТом 5578, и из ТЭЦ шлаков ГОСТом 26644.

Так как бетон набирает прочность в течении полугода и более, прочность щебня для гарантии надежности берется на три - пять марок выше.

Марка прочности бетона	Марка прочности щебня

Наибольшей прочностью обладает гранитный щебень его прочность соответствует маркам М1200 - М1400, а морозостойкость марке F400. Применяется в ответственных конструкциях требующих качественного бетона, но наиболее дорогой.

Гравийный щебень немного уступает в характеристиках, но дешевле гранитного, и классифицируется марками М800 – М1000 и F200. Применяется как самостоятельно так в смеси с гранитным для удешевления строительства.

Оба вида щебня применяются для изготовления тяжелых бетонов. Известняковый, вторичный и шлаковый используются для получения легких бетонов.

Форма зерен щебня влияет на качество бетона, чем она больше напоминает куб, тем плотнее она ляжет в заданный объем и тем больше его прочностью. Пластинчатая и игольчатая форма зерен образуют рыхлый раствор, менее прочны и хуже трамбуются.

В бетонных растворах используется щебень с зерном от 5 до 70 мм. Чем мельче щебень, тем выше его стоимость, так как он требует больших затрат на производство.

Для заливки фундаментов под индивидуальные коттеджи чаще употребляют мелкие фракции щебня 3 – 8 мм; 5 – 10 мм; 10 – 20 мм и 5 - 20 мм. Их используют как в одиночку, так и для экономии, в смеси со средними фракциями. Для заливки армированного пояса преимущество так же отдается мелким фракциям 5 - 10 мм и 10 - 20 мм. Наименьший размер опалубки редко достигает 35 см и средние фракции хуже заполняют армированные пояса и образуют много пустот.

Щебень средней фракции 20 - 40 мм применяют в фундаментах домов, перекрытиях, изготовлении балок, полов, несущих конструкций. Её используют как в частном строительстве, так и для возведения промышленных объектов.

Крупные фракции щебня 25-60 мм; 20-70 мм; 40–70 мм используется при больших объемах бетонных работ при возведении многоэтажных зданий. И применяется в смеси со щебнем средних и мелких фракций. Для индивидуальных домов эта фракция почти не используется.

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