Какой гравий нужен для бетона. Марка щебня для приготовления бетона

Щебень представляет собой сыпучий стройматериал на неорганической основе с разными размерами фракций (зерен). Чаще всего он используется в качестве невяжущего наполнителя в бетоне, который позволяет выдерживать будущим конструкциям и их фундаментам эксплуатационные напряжения. Щебень добавляется в раствор как с целью снижения его себестоимости, так и для придания ему после застывания прочности и упругости, уменьшения величины усадки и риска деформаций.

Материал получают путем дробления горных пород или промышленных отходов, как следствие - камни имеют различные формы и остаются шероховатыми, что увеличивает их адгезию с цементом и песком. На размер фракций бетонного щебня влияет максимальная величина отдельных элементов, он имеет соответствующую маркировку, что облегчает выбор и покупку. В зависимости от этого, раствор приобретает определенные свойства, в частности - добавление крупной породы увеличивает прочность при схватывании, а мелких камней - плотность (способствует лучшему заполнению пустот).

Разновидности

Данный материал классифицируется по нескольким признакам: типу применяемого сырья, размеру и форме раздробленных частиц, морозостойкости и прочности. Щебень изготавливают из твердого гранита, металлургических и строительных шлаков, гравия и известняковых пород. Чем прочнее исходное сырье, тем более сильные нагрузки выдерживает будущая конструкция. К примеру, лучшим вариантом для заливки фундамента будет гранит, а оптимальным по цене и качеству - гравий. В зависимости от формы фракций щебня и их процентного содержания в общей массе, различают три типа смесей:

1. Кубовидная (от 12 до 15 %), самая плотная.
2. Обычная (18–35 %), со средним расстоянием между частицами.
3. Лещадная (от 25 %), с большим содержанием зерен с пластинчатой или игольчатой формой (ширина и толщина меньше чем длина в 3 раза).

Но основным показателем, определяющим свойства щебня для бетона, остается размер фракций. К стандартным относятся: от 3 до 8 мм (еврощебень), 5–20, 10–20, 20–40, 25–60, 20–70, 40–70. Нестандартным считается щебень с фракциями от 5 до 10, 10–15, 15–20, 70–120, 100–300. Чем меньше размер, тем дороже стройматериал, это обусловлено усложнением технологического процесса при его дроблении и более тщательном просеве. В некоторых случаях допускается смешивание крупной фракции щебня и мелкой каменной крошки, последняя используется в качестве сопутствующего наполнителя.

Самыми востребованными являются размеры в 20–40 мм, это связано с низкой стоимостью такой марки, но для заливки фундамента или при высоких требованиях к прочности бетона лучше купить засыпку с зернами от 5 до 10 мм или 5–20.

Маркировки

В зависимости от морозостойкости материала различают: F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400. Марка не связана с размером фракции щебня и определяется числом циклов оттаивания или размораживания или насыщения и высушивания в растворе сернокислого натрия. Для замешивания бетона оптимальной является морозостойкость от 300 (этого достаточно для заливки фундамента и часто эксплуатируемых наружных конструкций). Данный показатель обязательно прописывается в паспорте щебня, равно как и размер фракций.

Основная маркировка подразумевает прочность исходного материала при сжатии, дробимость при раздавливании породы и степень износа при размоле в барабане. Показатель свидетельствует о сопротивлении бетона внешним воздействиям вроде веса транспорта или нагрузки на фундамент. К высокопрочным относят марки щебня М1200–1400, к очень слабым - М200, нормой считается процент содержания зерен, получаемых из слабых пород (при сжатии в вононасыщенном состоянии до 20 МПа). Для сравнения, в М300 этот показатель превышает 15 %, в М1400 - не более 5.

Соотношение марок щебня и бетона

Прочность раствора определяется его наполнителями, характеристики которых указаны в прилагаемой инструкции или на упаковке. На практике это означает, что из цемента М400 не получится бетон М500 или выше, соответствующее соотношение марок представлено в таблице:

Определение прочности бетона в зависимости от фракции щебня носит приблизительный характер, но допускаются отклонения. Последние регулируются изменением соотношения песка или цемента, добавлением гранитной крошки. Но в целом, для получения необходимой марки важно соблюдать строгие пропорции раствора. Прежде чем выбрать, какой щебень нужен для бетона, рекомендуется определиться с целевым назначением конструкции и просчитать будущие нагрузки. Для раствора до М250 достаточно гравия, допускается использование нестандартных размеров зерна. Высокопрочные марки (М300 и более) требуют добавления гранитного отсева, желательно с квадратными фракциями до 20.

Согласно строительным нормам, содержание щебня с повышенной крупностью в смеси варьируется от 1 до 20 %, заниженной - должно быть в пределах 20 % от общей массы. Если для бетона используется щебень фракции до 20 мм, проблем с распределением пустот не возникает. При повышении этого показателя до 40 мм следует вводить в раствор еще одну разновидность наполнителя (с другими, более мелкими размерами зерна). Соответственно, выбор наполнителя с зерном до 70 мм подразумевает добавление в бетон как минимум трех разных вариантов фракций щебня. Размер не может быть меньше 2/3 расстояния между продольной арматурой, но и не больше чем 30 % от наименьшего элемента строительной конструкции.

Примеры использования

Мелкозернистые смеси нужны при изготовлении декоративных изделий из бетона, искусственного камня, тротуарной плитки, он же добавляется в состав для асфальта или другого дорожного покрытия. Применение чересчур мелкого наполнителя для заливки фундамента и сооружения несущих стен нецелесообразно экономически, плюс возрастает риск усадки и деформации. Средняя и самая востребованная фракция щебня (20–40 и 10–20) лучше подходит для создания больших и малых конструкций из бетона. Это идеальный вариант для заливки фундамента. Для приготовления качественного раствора следует использовать бетономешалку, трудно добиться однородности при перемешивании щебня, песка и связующего цемента вручную.

Материал с фракцией от 40 до 70 относится к крупнозерновым, и нужен при возведении массивных построек и замешивании бетона в больших объемах. Его лучше не вводить в растворы при заливке фундамента без добавления вспомогательных наполнителей с другими размерами. Такой материал трудно достать, требуемое количество рассчитывается заранее, его доставку заказывают отдельно. Щебень с крупной фракцией от 100 мм называется бутой или строительным камнем, его применяют в основном в декоративных целях, а не для приготовления бетона. Это же относится к мелкой гранитной крошке, но последняя незаменима при создании наливных полов и в качестве вспомогательной добавки.

Особое внимание уделяется выбору наполнителя при изготовлении раствора для заливки фундамента. Основание выдерживает максимальные нагрузки, поэтому для данного типа работ требуется бетон, прочностью не ниже М300. Соответственно, нужен гранитный наполнитель не ниже М1200, хотя для дачных построек допускается добавление гравия. Рекомендуемые фракции щебня для фундамента: 5–10, 10–20, 20–40, желательно покупать марки с квадратной формой зерен.

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

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

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

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

Все смеси для приготовления бетонных растворов состоят из 3-х основных компонентов, один из которых называется «заполнитель» (наполнитель). В качестве такового используются различные материалы, в том числе, и с разными параметрами. Поэтому ответов касательно даже именно щебня может быть несколько.

Во-первых , промышленность выпускает несколько видов подобной продукции, которые отличаются как химическим, структурным составом, так и определенными свойствами (в частности, прочностью).

Во-вторых , щебень даже одного вида может иметь различные размеры фракций (гранул), поэтому и подразделяется на крупный, мелкий или средний.

В-третьих , немаловажно и то, для каких целей готовится бетонный раствор, каковы специфика его применения и дальнейшей эксплуатации «созданной» из него конструкции.

Например, если предусматривается заливка фундамента, то бетон должен быть достаточно прочным. В то же время, если использовать щебенку с крупными фракциями, то «растаскивать» раствор по опалубке, уплотнять его (хоть вручную, хоть вибратором) будет довольно тяжело. А если она довольно сложной конфигурации, с плотным арматурным каркасом, что довольно часто бывает при индивидуальном строительстве?

Для обустройства бетонного пола использовать тот же раствор – не по-хозяйски, так как можно приготовить и более «дешевый». К тому же и щебень берется самый мелкий, так как толщина такого пола, как правило, небольшая.

Как видно из вышеизложенного, в выборе щебенки для бетона существует множество нюансов. Поэтому стоит сразу отметить, что не следует руководствоваться какой-то единой рекомендацией, тем более якобы «все знающих» людей. Понятно, что универсального «рецепта» не может быть в принципе. И все-таки есть определенные критерии, которые и следует учитывать.

• Прочность конечного продукта определяется соответствующей характеристикой заполнителя. Например, из щебенки марки «600» получить бетон М500 невозможно.

Для общего руководства приведем примерное соответствие прочности затвердевшего раствора и наполнителя (бетон – щебень):

М100 – М600;
М200 – М800;
М300 – М1000;
М400 (500) – М1200.

Если при использовании определенной марки щебня все-таки требуется повысить степень прочности бетона, то необходимо увеличить долю цемента в приготовляемом растворе. В некоторых источниках указывается, что для экономии можно добавить песка. Это неверно, так как данный материал не является «определяющим» в этом плане.

• Для обеспечения заданной прочности конечного продукта нельзя использовать наполнитель с одинаковыми размерами гранул. Это приводит к тому, что объем «заливки» будет заполнен ими неравномерно; возможно образование множества пустот, что, естественно, снижает прочностные характеристики бетона (на растяжение, смещение, сжатие).

Для фундаментов под массивные сооружения специалисты рекомендуют использовать не крупный, а более мелкий щебень (с размерами 5 – 20 и 5 – 10). Это обойдется несколько дороже, зато получится надежнее. В других случаях следует брать разные виды щебенки (по размерам гранул) и смешивать. Мелкие фракции обеспечат заполнение пустот, которые образуются между крупными, следовательно, плотность массы повысится.

• Стоит обратить внимание и на такую характеристику щебенки, как «лещадность». Она показывает степень «плоскости» камушка. У более кубовидных гранул лещадность ниже. Использование щебня, имеющего довольно высокую данную характеристику (с более плоскими фракциями) влечет повышение расхода вяжущего, что с экономической точки зрения не всегда оправданно.

Кроме того, такой раствор довольно сложно уплотнять, так как плоская щебенка хуже трамбуется.

Для заглубленных фундаментов лучше не использовать, а вот, например, для отмосток она вполне подойдет.

• Особенности нашего климата заставляют учитывать и такую характеристику материалов, как устойчивость к низким температурам. По этому «параметру» лидером среди однотипной продукции является щебень из гранитных пород.

Для нашего климата нецелесообразно (особенно для фундамента) использовать щебень с показателем «F» ниже 150. В противном случае придется дополнительно утеплять поверхности, что связано как с материальными, так и с временными затратами.

• Сейчас довольно большое внимание уделяется вопросам экологии. Щебенка имеет определенную радиоактивность. Этот показатель имеет свои классы и отражается в сертификате на продукцию.

Щебень 1-го класса желательно использовать только для обустройства фундаментов.

Практика показывает, что для приготовления бетонных растворов ниже 250-й марки в целях оптимизации денежных расходов выгоднее использовать гравий. Для растворов от М300 и выше берется щебень.
Если бетон необходим для возведения фундамента, то в качестве наполнителя следует применять щебень гранитный.
В случае ограниченности в возможностях выбора продукции следует ориентироваться на гранитный щебень 5 – 20. Растворы на его основе более универсальны и могут использоваться для различных видов работ (основания, перекрытия, отмостки и в ряде других случаев).
Если повышать плотность за счет использования более мелких фракций, то нужно учесть, что вяжущего (цемента) понадобится значительно больше. А это приведет к существенному увеличению стоимости строительства, так как данный материал – самый дорогой (из состава смеси для бетонного раствора).
Для снижения стоимости работ можно смешивать щебни гранитные и гравийные, так как последний материал – более дешевый.

В данной статье рассматривается вопрос о подборе щебня для средних и тяжелых бетонов. Хотя, как отмечалось, имеется несколько его разновидностей – шлаковый, вторичный, известковый и некоторые другие. Если готовится, например, бетон ячеистый, то понятно, что использовать щебенку гранитных пород нет смысла, так как при этом аннулируется такое преимущество пенобетона (или газобетона), как малый вес.

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:

• гранитный;
• гравийный;
• известняковый;
• шлаковый или искусственный.

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.