зачем щебенка в бетоне
Зачем добавлять щебень в бетон? Какая фракция нужно для качественного раствора?
Щебень – неорганический сыпучий строительный материал, полученный из горных пород и гальки, а также некондиционные отходы горных и металлургических предприятий. Широкое применение нашёл в строительной отрасли, является одним из компонентов бетонного раствора.
Важность щебня для качества бетона
Вид сырья, технические характеристики, размер зерен влияют на свойства строительного материала, сферу применения, надежность и долговечность готовой конструкции. Бетон – прочный материал, применяемый для заливки полов, изготовления железобетонных изделий и конструкций. Ни одна сфера строительства не обходится без использования бетона, даже деревянный дом стоит на бетонном фундаменте.
Щебень для качественного бетона
Щебень в данном материале является наполнителем, он обеспечивает плотность застывшей смеси. Так как его твердость выше твердости всех остальных компонентов, увеличивается плотность и прочность конструкции.
Функции щебня в бетоне:
Добавка щебня в бетон увеличивает его прочность и снижает стоимость. Большое значение при выборе материала имеют состав и характеристики щебня, они изложены в государственных стандартах. При создании бетона необходимо соблюдать технологию и рецептуру. Избыток щебня делает изделия хрупкими, они легко разрушаются при механическом воздействии. Если щебня недостаточно, прочность снижается. Нельзя использовать низкокачественный материал для строительства здания. Трещины на стенах и перекрытиях могут привести к разрушению сооружения.
Грамотный выбор щебня для бетона
При выборе строительного материала необходимо учитывать вид сырья – гранитный, гравийный, известняковый, вторичный. Самый прочный – гранитный, известняковый и гравийный менее прочные, вторичный применяют только для черновых работ. Большое значение для качества строительного материала имеет фракция щебня.
Условно можно выделить следующие фракции:
Для изготовления разных марок бетона применяют разные фракции:
Чтобы избежать образования пустот в бетонной конструкции, используют смесь щебня разного размера.
Для чего в бетон добавляют щебень?
Большинство из нас знают, что бетон изготовляется из смеси цемента, песка и воды. В зависимости от требуемой прочности будущего раствора, пропорции создания этой смеси могут быть разными, но ингредиенты не меняются. Иногда, для особого типа бетона, в цементную смесь добавляются и другие составные части в незначительных количествах, но в целом принцип создания бетона не меняется. Здесь у многих возникает вопрос: в каких тогда случаях в бетон добавляют щебень и для чего он нужен?
Щебень – это также строительный материал. Его получают методом дробления камней горных пород на мелкие фракции размером от 5 до 70 и более миллиметров. Как известно, щебень обладает неровной поверхностью.
Существует несколько разновидностей щебня, каждая из которых применяется в определённом виде строительных работ:
Наиболее оптимальным для применения в строительстве считается гранитный щебень. Однако стоит учитывать, что он и самый дорогой по цене.
Щебень добавляют в бетон по нескольким причинам, одна из которых состоит в том, что щебень, как более дешевый материал по сравнению с цементом, но обладающим высокой степенью плотности и твёрдости, отлично его заменяет при создании бетонной смеси. Кроме этого, у щебня есть и другие преимущества по сравнению с цементом. Он уменьшает ползучесть, и процент усадки смеси. Бетон с применением щебня намного реже трескается, чем обычная цементная смесь, а его плотность и водонепроницаемость гораздо выше.
Добавляя щебень в бетон, следует учитывать и некоторые нюансы. Несмотря на то, что щебень по строительной терминологии является крупным наполнителем и значительно увеличивает плотность готовой бетонной смеси, добавлять его в смесь песка и цемента следует осторожно. Чтобы не появились воздушные ямы возле отдельных фракций щебня, лучше всего крупные частицы щебня перемешать с мелкими частицами щебня и песком. То есть, если вы хотите изготовить крепкий бетон, в него недостаточно добавить лишь крупный гранитный щебень, обладающий повышенной твёрдостью – гораздо эффективнее будет смешать крупный, средний и мелкий щебень со смесью песка и цемента. Это позволит вам изготовить действительно прочный и надёжный бетон, минимизируя количество цемента в общей смеси.
Добавлять лишь мелкий щебень – не слишком эффективная затея. Для того чтобы получить прочный бетон, понадобится не так уж мало цемента, поэтому эффект будет не такой значительный, как от применения щебня разного размера.
Чаще всего бетон с использованием щебня изготовляют при создании гидротехнических железобетонных сооружений, туннелей, элементов мостов, каменных опор, заборов и различных фундаментов. Очень широко гравий применяется в декоративной архитектуре и ландшафтном дизайне. Без щебня крупной фракции не обходится ни одно строительство железных и автомобильных дорог.
Если вы собираетесь добавлять щебень в бетон, вам следует учесть, что огромное значение для прочности бетонной смеси оказывает отсутствие пыли и иных примесей в щебне. По ГОСТ их содержание не должно превышать 1-2% от общей массы щебня. Для того чтобы добиться чистоты щебня, его можно промыть напором воды из шланга.
Несмотря на то, что во многих случаях щебень добавляется в бетон, чтобы удешевить его себестоимость, уменьшая количество цемента, крайне не рекомендуется в строительных работах, особенно в укладке фундамента, применять вторичный щебень. Несмотря на относительную дешевизну, его плотность заметно ниже, чем у нового щебня.
Какой щебень нужен для бетона
Самый популярный материал в современном строительстве – бетон. Он состоит из цемента, воды и инертных материалов. Инертные материалы – щебень и песок. Почему инертные? Потому что они не вступают в химическую реакцию. Они образуют как-бы скелет бетонного камня. В этой статье пойдет речь об одном из инертных материалов – щебне для бетона, зачем он нужен и как выбрать?
Как производят
Щебень производят из известняка, который является осадочной породой, сформировавшейся в ходе сжатия осадочных пластов земли миллионы лет назад.
Конечно, это не единственная порода, из которой производят щебень, есть ещё и гранит, но известняк занимает первое место по объёму.
Кроме горных пород вторичный щебень может вырабатываться из металлургического отвального шлака и строительного мусора (битый кирпич, асфальт, бетон).
Энергия взрыва самая экономичная для добычи известняка и гранита. Полученный после взрыва каменный бут грузят на самосвалы и отвозят на завод.
На заводе он поступает на дробильные установки и производится размельчение крупного массива на более мелкие. Далее полученный материал поступает по конвейеру на грохоты, в которых и происходит деление на фракции щебня.
Зачем щебень в бетоне?
Как уже упоминалось, щебень является инертным заполнителем, который составляет каркас бетонного камня.
Песок заполняет пустоты между зёрнами щебня, а цемент, реагируя с водой, связывает всю эту конструкцию.
Если мы удалим из состава щебень, то такая конструкция будет подвержена усадке. Он помогает увеличивать прочность, но только при условии, что он сам по прочностным характеристикам выше марки цемента примерно в 2 раза. Более того, щебня в бетоне больше всего относительно всех других компонентов. Усреднённая формула бетонной смеси по массе:
Как видно, щебень занимает основное пространство.
Характеристики щебня
В соответствии с ГОСТ 8267-93 щебень разделяется по фракциям:
• 5-10 мм;
• 10-20 мм;
• 20-40мм;
• 40-70 мм.
По согласованию с получателем продукции состав фракций может быть другим, в зависимости от требований по проекту для тех или иных конструкций и производимых работ.
Определение фракционности происходит при просеивании зёрен щебня через систему сит с различными ячейками.
Гост требует содержание в щебне дроблёных зёрен каждой фракции на уровне 80% от полного объёма. Определяют годное дроблёное зерно по отколотости более чем наполовину.
Очень важный показатель лещадность. Это содержание зёрен лещадной и пластинчатой формы в общей массе фракционного состава.
Такая форма негативно сказывается на прочностных характеристиках бетона, потому что при твердении возникающие нагрузки могут ломать такие фрагменты и будут образовываться пустоты в теле бетонного камня.
По лещадности щебень делится на 5 групп в зависимости от процентного содержания по массе зёрен пластинчатой и игловатой формы. Самый низкий – 10% в первой группе, самый высокий – 35% в пятой. Что же такое лещадность, пластинчатость и игловатость?
Таковыми считаются зёрна, толщина которых в три и более раз больше длинны. Для различных фракций отбираются аналитические пробы различным весом и в них выделяются вручную зёрна, попадающие под определение лещадности.
Так, например, для фракции 5-10 мм берётся 250 г и по ним делается аналитический отбор. Отношение сторон зёрен определяется замером штангенциркулем или шаблоном.
Прочность щебня определяется при проведении испытаний на дробимость и сжатие в цилиндре диаметром 75 и 150 мм с толщиной стенки 12 и 20 мм.
Цилиндр наполняют испытуемой фракцией и помещают под пресс. У цилиндра съёмное днище и отдельно плунжер или ещё можно сказать поршень, на который оказывается давление пресса.
Испытание проводят по наращивающему давлению и доводят до величины 50 и 200 кН или 5000 кгс и 20000 кгс.
После этого испытываемый щебень просевают сквозь мелкие сита и остаток взвешивают. Полученный остаток соотносят с массой до начала испытаний и выражают в процентах дробимость (Др).
При проведении испытаний смеси фракций их разделяют и проводят отдельно по каждой фракции.
Дробимость смешанной партии определяют как среднеарифметическое. Дробимость напрямую связана с маркой по прочности. Различают следующие марки по прочности.
Марка по дробимости щебня из осадочных и метаморфических пород
Какой щебень используют для бетона? Классификация щебня: виды и фракции
Функции заполнителя
Являясь крупным заполнителем, щебень дает ряд преимуществ для будущего бетона:
Для того чтобы будущий бетон обладал высокой прочностью, надежностью и отвечал требованиям долгосрочности, необходимо правильно подходить к вопросу: какой щебень используют для бетона.
При выборе заполнителя обязательно стоит учитывать некоторые вещи. Это классификация щебня: виды и фракции.
Рассмотрим основные виды, применяемые в качестве заполнителя.
Виды щебня
В зависимости от того, какой используется способ добычи материала, выделяют несколько разновидностей данного заполнителя. Рассмотрим их подробнее.
1. Гранитный
Гранитный наполнитель, считающийся самым прочным, является нерудным материалом, который извлекается из пород твердого происхождения (природного гранита).
В связи с тем, что данный вид считается самым прочным, то и бетон на гранитном щебне будет самым надежным.
2. Гравийный
Данный вид щебня получают при помощи дробления в скалах природного происхождения и дальнейшего просеивания пород в карьере.
В свою очередь гравийный щебень подразделяется на подвиды:
Основной сферой применения являются:
Бетон на гравийном щебне характеризуется меньшей прочностью в сравнении с гранитным, а следовательно, сумма затрат будет меньше.
3. Известняковый
Известняковый щебень получается в результате переработки осадочных пород горного происхождения и известняка. Является наиболее доступным и дешевым видом заполнителя.
В зависимости от прочности, известняковый щебень можно подразделить на следующие группы:
По причине небольшого уровня морозостойкости (50-100 циклов), известковый щебень не может быть применен при капитальном строительстве в высоких широтах.
4. Шлаковый
Шлаковый щебень получают при помощи измельчения и обработки шлаков, образующихся в процессе производства металлургии.
5. Вторичный
Несмотря на то что по уровню морозостойкости и прочности данный материал уступает своим натуральным разновидностям, он часто используется в качестве крупного наполнителя бетона.
Стоимость вторичного щебня может быть в два раза ниже, чем, к примеру, у гранитного.
Для того чтобы понять, какой щебень для бетона лучше выбрать, недостаточно определиться только с видом заполнителя, необходимо знать его типы фракций и область применения в каждом случая.
Фракции щебня
Чтобы определиться, щебень какой фракции нужен для бетона, необходимо понимать, в чем между ними разница.
Под фракцией понимают допустимую максимальную величину каждого камня (зерна).
Чем выше номер фракции, тем больше камни, входящие в его состав.
В зависимости от сферы применения выбирают щебень с определенной фракцией.
Одна из самых востребованных.
Чтобы обеспечить заданную марку бетона, не разрешается использование щебня с одинаковым размером фракции, так как это может привести к неравномерному заполнению конструкции и большому количеству пустот, что будет снижать прочность на сжатие, растяжение и кручение.
Основные характеристики
Для того чтобы выбрать подходящий щебень, необходимо четко понимать его основные характеристики. К ним относятся нижеперечисленные.
1. Прочность
Сюда относится определение прочности на сжатие, степень дробимости щебня в рамках раздавливания и степень износа. Кроме того, определяется количество слабых пород, предельное содержание которых от 5 % до 15 %.
Исходя из проведенных испытаний щебень приравнивают к определенной марке:
2. Морозостойкость
Позволяет понять, в каких температурных рамках разрешено использовать различные виды щебня.
Обозначается морозостойкость как F, а следующее за ней число указывает циклы замораживания и оттаивания (измерение происходит во время лабораторных испытаний, при которых определяется, сколько именно циклов каменные зерна могут без утраты эксплуатационных свойств выдержать).
В рамках морозостойкости различают марки щебня от F15 до F400. Чем выше цифра, тем качественнее материал.
В случае с применением под фундамент зданий, лучше использовать щебень маркировкой F250-F300 (гранитный или гравийный щебень).
3. Лещадность
Данная характеристика определяет соотношение (процентное) зерен вытянутой или пластинчатой формы во всей массе камней, которые отличаются высокой прочностью.
Если встает вопрос, какой щебень используют для бетона высокого качества, то можно сказать, что идеальным для бетона является кубовидный щебень, так как дает минимальное количество пустот, тем самым, повышая качество состава и уменьшая расходы на будущий бетон.
Кубовидная и улучшенная группа считаются обладателями лучших характеристик и используются для приготовления бетона под фундамент.
При выборе щебня нельзя игнорировать норму его лещадности, так как выбор низкопробного варианта может стать причиной расслаивания бетона и потери его прочности.
4. Содержание вредных компонентов и радиоактивность
Акцент ставится на важности отсутствия примесей в структуре щебня, которые быстро разрушаются под воздействием окружающей среды и щелочей цемента.
В марках щебня высшей категории запрещено использование таких засоряющих веществ, как: стекло, глина, пластмасса, битый кирпич и металл.
Также щебень обязательно проверяют на радиоактивный естественный фон.
Подведение итогов и рекомендации
Чтобы получить на выходе качественный и долговечный раствор, необходимо руководствоваться некоторыми правилами, благодаря которым можно будет лучше понимать, какой щебень используют для бетона.
Какая должна быть фракция щебня (гравия) для бетона М300: какой щебень лучше, размер, марка
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:
Если принято решение использовать наполнитель, следует учесть следующие нюансы:
Основные характеристики щебня
Разобравшись с тем, зачем щебень в бетоне, необходимо указать и несколько основных характеристик, от которых зависят технические показатели готовых смесей:
Классификация
Сыпучий наполнитель принято разделять на несколько категорий с учетом горных пород, из которых был произведен этот материал:
Гранитный
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:
Известняковый
Для получения известняковой щебенки используют осадочные горные породы. Камни в данном случае представляют собой карбонат кальция. Преимуществом является минимальная стоимость.
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.
Использовать такой наполнитель можно для приготовления легких бетонов. Наиболее распространенная сфера применения — теплоизоляция.
Вторичный
Вторичным щебень называют по той причине, что получают этот материал из строительного мусора, в том числе старого асфальта, кирпичей, бетона. Эта продукция должна соответствовать критериям ГОСТ 25137-82. Главное преимущество состоит в низкой стоимости.
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.
| Марка бетона | Подходящая марка щебня для бетона |
| 100 | 600 |
| 200 | 800 |
| 300 | 1000 |
| 400-500 | 1200 |
Небольшие расхождения с рекомендуемыми параметрами не будут критичными. При этом нет необходимости выбирать виды щебня с запасом (больше, чем рекомендуется строительной документацией). Такой подход только увеличивает затраты на работы.