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.
Бетон — современный строительный материал, для самостоятельного изготовления которого необходимо не только иметь под рукой таблицу с пропорциями бетона , но и выбрать и приобрести правильные ингредиенты: цемент, песок в мешках или навалом, и, конечно же, твердый наполнитель — щебень или гравий.
Встает вопрос: какой же щебень нужен для бетона? Мы рекомендуем гранитный щебень фракции 5-20. Но обо всем по порядку.
Твердые наполнители
Начнем с того, что формально в качестве основного наполнителя подойдут любые твердые породы: щебень гранитный, гравийный, известняковый, керамзит, даже колотый кирпич или асфальт. Но здесь есть свои нюансы. Каждый из перечисленных наполнителей обладает определенной прочностью, что сильно ограничивает возможности применения. Например, строительство ответственной конструкции немыслимо с применением битого кирпича. И наоборот, отливка тротуарной плитки среднего качества с использованием гранитного щебня в составе бетона является ни чем иным, как перерасходом денежных средств.
Любой твердой наполнитель — будь то гранитный щебень или гравийный — обладает собственной прочностью, которая характеризуется его маркой. Бетон априори не может быть прочнее, чем наполнители. Из цемента марки М400 получить бетон М500 невозможно.
Зависимость марки бетона от марки щебня
Итак, представляем вниманию таблицу с примерным соответствием марки щебня — марки бетона.
| Марка щебня | Марка бетона |
|---|---|
| М1200 | М400-М500 |
| М1000 | М300 |
| М800 | М200 |
| М600 | М100 |
Небольшое отклонение в ту или иную сторону допустимо, регулируется соотношением песка и цемента. Для увеличения прочности бетона при низкой прочности щебня в состав раствора добавляют больше цемента.
На практике, бетон М-250 и ниже изготавливают с применением гравия, а бетон марки М-300 и выше — в основном на граните.
Компания «ПроБетон» осуществляет продажу и доставку бетона как на гравии, так и на гранитном щебне. Кроме того, мы можем продать отдельно и гранитный щебень, и гравий.
Какой фракции нужен щебень для бетона?
Щебень по своим размерам разделяют на фракции. Фракция — это диапазон габаритных размеров ячейки в сите, через которое просыпают щебень, чтобы его отсортировать. Например, фракция 20-40 обозначает, что размеры щебня колеблются в пределах от 20 до 40 мм, т.е. камни такого размера успешно «проскочили» в ячейку 40х40 мм, но не «пролезли» в ячейку 20х20 мм.
Отвечая на вопрос, какой щебень нужен для бетона, скажем прямо: в своем бетоне мы используем гранитный щебень фракции 5-20 — габаритные размеры каждого камушка колеблются в пределах от 5 до 20 мм. Зачастую можно наблюдать, как повсеместно в качестве наполнителя в бетон используют щебень фракции 20-40 — это не совсем оправдано. Бетон из щебня такой фракции неравномерно наполнен твердым наполнителем, вследствие чего прочность отлитой конструкции снижается. Если постройка возводится с запасом прочности — можно немного сэкономить и применить фракцию 20-40, во всех других случаях — лучше чуть-чуть переплатить за фракцию 5-10 или 5-20, а крупные куски гранита оставить дорожным строителям в качестве отсыпки при строительстве дорог или железнодорожных путей.
Для изготовления бетонной смеси необходимо использовать несколько основных компонентов. В этот список входит песок, цемент, вода и заполнитель. В роли последнего чаще всего применяют щебень. Этот строительный материал представлен несколькими разновидностями, каждая из которых обладает своими характеристиками.
Для чего нужен щебень в бетоне
Щебень представляет собой сыпучий материал, который получают в результате дробления горных пород, в том числе валунов и гравия. Иными словами, под щебнем принято понимать камни неправильной формы, которые могут относиться к разным горным породам.
Разбираясь с вопросом о том, зачем в бетон добавляют щебенку, нужно подчеркнуть несколько особенностей. Этот строительный материал не всегда используют в ходе приготовления бетонной смеси, однако его включение в состав позволяет решить ряд задач:
- Повышение прочности. Частицы щебня обладают неправильной формой, благодаря чему усиливается сцепление материалов, и снижается ползучесть.
- Повышенная водонепроницаемость. Бетонные смеси с добавлением крупного наполнителя используют, если готовое покрытие будет часто контактировать с влагой.
- Высокая прочность. Если в смеси будет присутствовать такой наполнитель, он возьмет на себя роль каркаса. Бетон на щебне может подвергаться повышенным нагрузкам. По этой причине данную технологию используют при возведении тоннелей, мостов, гидротехнических сооружений, фундаментов для зданий, к которым предъявляют повышенные требования.
- Снижение затрат на строительные работы. При изготовлении раствора наполнитель частично заменяет цемент, который характеризуется более высокой ценой.
Если принято решение использовать наполнитель, следует учесть следующие нюансы:
- Присутствие в составе нескольких фракций щебня. Если в смеси будут только крупные камни, то в процессе укладки могут возникать воздушные ямы, в связи с чем прочность снизится.
- Максимальный размер камней зависит от особенностей конструкции. Фракция должна быть менее ⅔ , чем наименьшее расстояние между соседними арматурными прутами. Еще 1 вариант расчета базируется на ширине готового изделия — камни не должны превышать ⅓ от этого показателя.
Основные характеристики щебня
Разобравшись с тем, зачем щебень в бетоне, необходимо указать и несколько основных характеристик, от которых зависят технические показатели готовых смесей:
- Плотность. Влияет на прочность готового изделия. Оптимальной можно назвать плотность, которая варьируется в пределах 1,4-3 гр/см3.
- Лещадность. Под этим термином понимают плоскость камней. На основе этого показателя выделяют несколько видов щебня: кубовидный, остроугольный, пластинчатый. Максимальной прочностью обладают кубовидные зерна.
- Прочность на сжатие. Этот показатель определяют в процессе сжатия и дробления горной породы.
- Фракция. Характеристика входит в число основных. Под ней принято понимать размеры камней (зерен). Выделяют 3 основные категории: крупный, средний и мелкий. Зная основные характеристики и особенности, можно выбрать оптимальную фракцию щебня для , М100 и любого другого.
- Радиоактивность. Указывается на упаковке. Она означает, какой естественный радиоактивный фон имеет строительный материал. Класс I можно использовать в любых строительных работах, в том числе и в возведении зданий. II — для строительства автотрасс.
- Морозостойкость. С помощью такой характеристики указывают, при каких температурных режимах сохраняется прочность готового бетона. Данный показатель пишут с помощью буквы. Рядом с ней указывают цифру — это означает, сколько замораживаний и оттаиваний может выдержать щебень бетонный. Для климата Москвы и большинства других регионов России лучше выбирать материал с показателем F300.
Классификация
Сыпучий наполнитель принято разделять на несколько категорий с учетом горных пород, из которых был произведен этот материал:
- гранитный;
- гравийный;
- известняковый;
- шлаковый;
- вторичный.
Гранитный
Такой вид щебня получают в результате дробления нерудных пород, чаще всего это монолитная скала. Качество гранитного строительного материала регулирует ГОСТ 8267-93. По прочности этот материал превосходит другие разновидности наполнителя.
Можно выделить несколько категорий в зависимости о того, какой фракции щебень:- мелкозернистая (фракция 0-5 мм и 5-10 мм);
- среднезернистая (5-20 мм и 20-40 мм);
- крупнозернистая (камни здесь достигают 40-70 мм или 70-120 мм).
В строительных работах чаще всего применяют среднюю фракцию (5-20 мм). Этот вариант считается оптимальным для прокладывания автомагистралей, строительства фундаментов, возведения железобетонных конструкций.
Гравийный
Такой сыпучий материал производят из скал. Часто для добычи используют технологию рассеивания горных пород после добычи из карьера. Качество продукции должно отвечать требованиям ГОСТ 8267-93.
Прочность этих камней ниже, чем гранитных, однако у данной разновидности есть несколько преимуществ:
- низкая цена (относительно других видов щебня);
- минимальная радиоактивность.
- гравий для бетона- эти камни имеют речное и морское происхождение;
- дробленный — его можно получить с помощью дробления горных пород.
- мелкая — размер камня варьируется в пределах 3-10 мм;
- средняя — здесь представлены 2 варианта (5-20 мм и 5-40 мм);
- крупная — зерна достигают 20-40 мм.
Гравийный материал нашел применение при устройстве пешеходных дорожек, заполнении железобетонных изделий, строительстве площадок.
Известняковый
Для получения известняковой щебенки используют осадочные горные породы. Камни в данном случае представляют собой карбонат кальция. Преимуществом является минимальная стоимость.
Размеров зерна может быть несколько:- 5-20 мм (самая мелкая фракция);
- 20-40 мм (наиболее востребованная);
- 40-70 мм.
В связи с низкой прочностью известняковый материал имеет ограниченное применение. Он подходит для строительства дорожек с небольшой нагрузкой, работ в полиграфической и стекольной промышленности, приготовления цементного раствора.
Шлаковый
Под шлаковым щебнем принято понимать камни разной величины, которые получают из шлака, использованного в производстве.
В зависимости от размера щебня выделяют:- крупный;
- средний;
- мелкий;
- отсев.
Использовать такой наполнитель можно для приготовления . Наиболее распространенная сфера применения — теплоизоляция.
Вторичный
Вторичным щебень называют по той причине, что получают этот материал из строительного мусора, в том числе старого асфальта, кирпичей, бетона. Эта продукция должна соответствовать критериям ГОСТ 25137-82. Главное преимущество состоит в низкой стоимости.
Среди недостатков можно указать невысокую прочность и морозостойкость. Несмотря на это, вторичное сырье часто применяют для укрепления слабых грунтов и строительства дорог.
Критерии выбора
Для достижения максимальной прочности и долговечности бетона щебень нужно выбирать тщательно. Универсального варианта не существует, поэтому при подборе необходимо учитывать, для чего готовится бетон.
В первую очередь нужно проверить соответствие ГОСТ. Для этого у продавца просят сопроводительные документы на партию товара. Еще одно требование — минимальное содержание пыли, песка и других примесей. Максимальным показателем считается 2% от общей массы.
Фракция
Выбирая, какой щебень нужен для бетона, следует крайне внимательно отнестись к подбору размеров зерна. Крупные камни нужно использовать в тех конструкциях, которые должны выдерживать вертикальную нагрузку. Такой щебень принимает на себя основную нагрузку и выступает в роли каркаса.
Более мелкие фракции выбирают для армированных изделий и тех элементов, которые должны выдерживать большую нагрузку на прогиб.
Соотношение марки бетона и марки щебня
Перед тем как приобрести все составляющие для создания смеси, нужно выбрать подходящий щебень для бетона. От этого будут зависеть технические и эксплуатационные характеристики готовых изделий.
В таблице, представленной ниже, приведены варианты использования, рекомендованные производителями.
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:
- известняковый;
- гравийный, или просто гравий;
- гранитный;
- 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?
- Щебень составляет скелет бетона, это примерно 80…85% от всего объема. Щебень в бетоне называют крупным заполнителем.
- Применение крупного заполнителя в бетоне позволяет минимизировать процессы усадки, ползучести, увеличивает прочность, плотность, водонепроницаемость и трещинностойкость конструкции.
- 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:
- 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 %.
- 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:
- 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.
- 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.
- Не рекомендуется для изготовления фундамента использовать вторичный щебень.
Таблица 6
Если возникли вопросы, пишите в комментариях ниже.
Вас консультировал эксперт
Конев Александр Анатольевич
