Какой щебень нужен для производства бетона

Прежде чем приступить к закупке всех необходимых материалов для приготовления бетонной смеси, необходимо тщательно выбрать щебень. Его характеристики, как уже упоминалось ранее, окажут существенное влияние на основные технические и функциональные свойства полученного раствора. Однако стоит иметь в виду, что свойства одного и того же щебня могут варьироваться — для каждой партии устанавливаются уникальные параметры.

Какой щебень нужен для бетона?

Каждая бетонная смесь дополнительно обогащается определёнными компонентами, от которых зависят такие ключевые характеристики, как прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и другие важные свойства. К ним относятся песок, цемент, вода и щебень, от выбора которого зависит марка бетона и его эксплуатационные качества. Для достижения необходимого уровня качества следует внимательно изучить главные характеристики данного материала, а также его разновидности.

Компетентные специалисты осведомлены о том, что для приготовления бетонной смеси нужно использовать определённое соотношение воды, песка и цемента. Их пропорции прямо влияют на прочность конечного состава. Тем не менее, в ряде случаев, чтобы получить особенно прочный бетон, применяются альтернативные наполнители, однако основной принцип приготовления раствора остаётся прежним. Одним из таких компонентов является щебень, который получают путём дробления горных пород.

Он способствует выполнению нескольких значимых задач, среди которых:

1. Неровная текстура щебня улучшает сцепление с другими компонентами. После затвердевания раствор становится исключительно прочным, что позволяет конструкции выдерживать любые нагрузки без разрушений.
2. Добавление щебня увеличивает водонепроницаемость, упругость и плотность бетонной смеси, что в свою очередь сокращает вероятность возникновения трещин.
3. В отличие от цементных песчаных смесей, щебень почти не адсорбирует воду, тем самым усиливая гидроизоляционные качества смеси.
4. Соблюдение данного компонента в смеси снижает общие расходы, так как цена щебня обычно значительно ниже цены цемента.
5. Кроме того, благодаря щебню вокруг мелких частиц не образуется водная прослойка, которая может снизить прочностные характеристики бетона.

Чем выше качество сыпучих материалов, тем лучше будет результат, получаемый для бетонного раствора. Щебень должен соответствовать установленным государственным стандартам, иначе его эффективность будет недостаточной. Также важно соблюдать правильные пропорции — например, если щебня будет слишком много, прочность конструкции под большим вопросом, и наоборот, нехватка щебня может привести к усадке. Оптимально, если содержание щебня будет составлять около 80% от общего объема смеси.

Фракции щебня для бетона

В большинстве случаев для бетона применяется щебень фракции 5-70 мм. В этот диапазон входят несколько подкатегорий: 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм. Следует учитывать, что для каждого типа бетона необходимо применять определённые фракции щебня. Согласно стандартам, в частности СНиП 3.03.01-87, в бетонной смеси должно содержаться не меньше двух разных фракций для обеспечения необходимой подвижности раствора.

Свойства бетонной конструкции, такие как долговечность и прочность, не всегда зависят только от используемых материалов. Чтобы получить качественный бетон, также требуется правильно подобрать композитор раствора, поэтому при его приготовлении важно учитывать все нюансы.

Зачем щебень добавляют в бетонный раствор?

Данный материал представляет собой важный компонент бетона, который осуществляет множество функций:

• Щебень образует каркас, поддерживающий меньшие по размеру компоненты, такие как песок, цемент и возможные отсевы;
• Исключает вероятность образования водяной прослойки, что значительно укрепляет бетонный раствор;
• Рельефная поверхность щебня улучшает сцепление с остальными компонентами. После завершения химического отверждения бетон становится монолитным и способен эффективно выдерживать разнонаправленные внешние нагрузки;
• Гидроизоляционные качества щебня заметно превосходят таковые у обычных цементно-песчаных смесей, что способствует улучшению аналогичных характеристик готового раствора;
• Добавление щебня увеличивает упругость бетонных конструкций, что помогает предотвратить образование трещин, уменьшает деформации, усадку и ползучесть;
• Кроме того, наличие щебня в рецептуре бетонного раствора помогает снизить затраты на изготовление (естественный камень дешевле цемента), не жертвуя при этом прочностными характеристиками возводимого объекта.

Характеристики щебня для приготовления бетона

Когда речь идёт о выборе щебня для бетонного раствора, необходимо учитывать, что существует множество его видов, подходящих для различных целей. К таким видам относятся:

• Гранитный щебень – производится путём дробления натурального гранита и отличается высокой прочностью (М1000-М1400). Поэтому, при принятии решения о типе щебня для бетона, этот материал следует рассматривать в первую очередь как идеальное решение для создания бетонных смесей.

• Гравийный щебень – подразделяется на горный, морской и речной, и, как правило, обладает меньшими прочностными характеристиками по сравнению с гранитом (примерно М800-М1000).

• Известняковый – это переработанный продукт осадочных пород, прочностные характеристики которого варьируются от М400 до М600. Он считается самой слабой разновидностью щебня.

Существуют также менее популярные виды, такие как серпентинитовый и амфиболитовый. К тому же, некоторые виды щебня, такие как габбро, кварцевый, диоритовый и мраморный, не должны использоваться в производстве бетона по объективным причинам.

Основные характеристики щебня

Основные параметры, по которым оценивается выбранный нерудный материал, включают:

• Прочность – максимально высокая прочность наблюдается у магматических пород (таких как базальт и гранит), далее идут метаморфические (серпентинитовый и амфиболитовый), а самая низкая прочность наблюдается у осадочных пород (известняковый);
• Морозостойкость – этот параметр (обозначаемый F) крайне важен для крупных регионов России.

Уровень морозостойкости возрастает с увеличением прочности материала, а также с уровнем его плотности.

• Размер зерна – называется фракцией щебня для бетона. Обычно выделяют три основные группы: мелкие фракции (от 5 до 20 мм), средние фракции (20-40 мм) и крупные фракции (40-70 мм). Первые являются наиболее распространёнными для изготовления бетона.

• Лещадность – определяется тем, насколько форма зерна влияет на плотность создаваемых растворов.

Идеальным вариантом являются кубические формы, тогда как игловидные формы оказывают негативное влияние.

• Адгезия – это способность щебня сцепляться с цементом, что прямо связано с лещадностью и типом породы щебня.

Дополнительные показатели

Свойства бетона также зависят от других характеристик, определяющих щебень малой и средней фракции.

Морозостойкость измеряется по показателю F, что определяет количество циклов замораживания, которые материал может выдержать без потери прочности. Этот уровень устойчивости зависит от плотности материала и наличия пор, в которых может застревать вода, образуя лед, который разрушает структуру. Так, камень с маркировкой от F15 до F50 считается неустойчивым, а для южных регионов рекомендуются материалы с характеристиками F50-F150. Для строительных бетонов в средней полосе и севернее необходимо использование камня с показателями F300-F400.

Лещадность измеряется в процентах и показывает содержание сколов камня с пластинчатой и игловидной формой, которые мешают плотному укладыванию бетонной смеси. Предпочтительная форма граней — кубическая, поскольку она обеспечивает большую насыпную массу и плотность в бетонном тесте.

Радиоактивность должна быть подтверждена документально, то есть сертификатом или заключением о радиационной безопасности инертного материала. Для жилой застройки рекомендованность камня с уровнем радиоактивности до 370 Бк/кг, I класса. Гравийная дробленка обычно соответствует этим условиям. Гранитный щебень может иметь начальный уровень до 740 Бк/кг, однако после длительного хранения на открытом воздухе радиоактивность может снижаться.

Какой щебень выбрать?

Мы рассмотрели разные виды сыпучих компонентов, их отличия, что сделает выбор наполнителя для конкретного типа бетонной смеси более простым.

Правильное сочетание компонентов гарантирует создание строительной конструкции с высоким уровнем качества и эффективным использованием бюджета. Использование 2-3 фракций щебня в смеси обеспечит высокую прочность. Кроме того, такое сочетание увеличивает морозостойкость и значительно снижает усадку бетона в процессе его затвердевания. Чем больше нагрузки предполагается на конструкции, тем более тщательно необходимо выбирать компоненты для бетонной смеси. В случае необходимости стоит обратиться за консультацией к профессионалам, либо заказать готовый товарный бетон, ориентируясь на конкретные задачи.

Какой щебень нужен для конкретной марки бетона?

Существуют рекомендации по использованию различных видов щебня в бетонной смеси, а также соответствие классов бетона по прочности на сжатие с маркой щебня, однако конкретный состав бетона будет зависеть от назначения и доступных сортов щебня.

Тип, марка, фракция и расход щебня оказывают влияние на прочность бетона, в частности:

• Бетон класса В 7,5 (марка М100) используется в малоответственных конструкциях, таких как подбетонки под фундаменты, подготовки под полы и полы в подвалах;
• Бетон класса В 12,5 (марка М150) применяется в индивидуальном строительстве для слабонагруженных фундаментов и конструктивных элементов, стяжек, оснований площадок и др.;
• Бетон класса В15 (марка М200), обладая средней прочностью, часто используется в строительстве малоэтажных зданий, при устройстве площадок для складывания материалов, лестниц и отмостки;
• Бетон класса В20 (марка М250) средней прочности может использоваться при строительстве жилых и социальных объектов, для устройства нагруженных фундаментов и несущих конструкций;
• Бетон класса В22,5 (марка М300) – это довольно прочный строительный раствор, подходящий для тяжелых фундаментов, перекрытий и колонн в различных зданиях;
• Бетон класса В30 (марка М400) — высокопрочный, способный выдерживать значительные нагрузки, часто используется в гидротехническом и транспортном строительстве для создания портовых сооружений, мостов и высотных зданий;
• Бетон класса В40 (марка М500) изготавливается под специальные заказы для работ на особо ответственных или технически сложных объектах.

В качестве удобного инструмента выбора мы подготовили данные в виде таблицы:

Класс (марка) бетона

Щебень

Вид

Марка

Фракция, мм

Расход, т/м³

Критерии выбора щебня для изготовления бетонного раствора

Выбор наполнителя зависит от вида бетона:

• Бетон М-100. Обладает низкопрочностью и используется при создании оснований под дорожное покрытие, тротуары и фундаменты, а также при заливке полов. Для его приготовления можно применять вторичный или известняковый щебень класса 5-20 мм.
• Бетон М-150. Принадлежит к среднепрочным бетонам. Применяется для подготовки оснований под площадки и дорожки, бетонных стяжек, а также для создания монолитных опор и низконагруженных фундаментов. Используются гравийная смесь или известняковый щебень размером 5-20 мм.
• Бетон М-200. Это тяжелый бетон средней прочности, который подходит для заливки фундаментов малоэтажных зданий, аллей и площадок. В качестве наполнителя рекомендуется использовать щебень гранитный или гравийный с размером зерен 5-40 мм.
• Бетон М-250. Данный бетон имеет достаточную прочность, его объёмная масса колеблется от 1800 до 2500 кг на кубический метр, и используется в строительстве зданий и сооружений различных целей, в том числе при устройстве тротуаров и дорожек. Заполнителем могут служить гранитный или гравийный щебень размером 5-20 и 20-40 мм.
• Бетон М-300. Это тяжелый бетон, востребованный в строительстве для создания отмосток, фундаментов и лестниц, а также в сфере малоэтажного строительства. Для него используются две или три фракции щебня с размерами зерен 5-40 мм.
• Бетон М-350. Из данного тяжелого бетона получают ответственные конструктивные элементы, способные выдерживать значительные нагрузки. Этот бетон можно использовать для создания стен, перекрытий и опорных колонн. Для бетонной смеси применяются 2-3 фракции щебня размером 5-70 мм.
• Бетон М-400. В состав данного тяжелого бетона входит портландцемент, обеспечивающий высокую прочность при сжатии и растяжении. Он используется для создания ответственных сооружений, таких как мосты, эстакады и специальные строения (ГЭС, шлюзы, тоннели и т. д.). Для таких смесей предпочтителен гранитный щебень фракции 5-25 и 20-30 мм.
• Бетон М-500. Этот бетон и более высокие классы производятся по специальным заказам и используются для создания уникальных конструктивных элементов. В состав данного бетона входят портландцемент, крупный заполнитель – серпентинитовый, амфиболитовый и гранитный щебень фракции 5-25 и 20-70 мм.

Последствия неправильного выбора щебня для бетона

Неправильный выбор размера зерна щебня может привести к производству низкокачественных железобетонных изделий. Запрещено использование щебня с аналогичной фракцией, так как это может привести к появлению пустот в бетонном растворе, а также снижению прочностных и эксплуатационных характеристик бетона.

Количество щебня, добавляемого в бетонный раствор, должно быть строго определено. Если его будет слишком много, это может привести к плохому сцеплению с цементным раствором, и конструкция может быть быстро разрушена при появлении нагрузки. Недостаток щебня в растворе дает тот же эффект — бетон может проседать, и его прочность резко снижается. Идеальным считается содержание щебня на уровне 80% от общего объема раствора.

Для обеспечения качественного строительного материала щебень должен соответствовать всем необходимым стандартам, установленным ГОСТом. Дополнительно могут быть уточнены и другие параметры, которые зависят от места добычи. Производители обязаны указывать характеристики для каждого типа щебня.

Определить, какой размер щебня лучше подойдет для конкретной смеси, довольно сложно, поскольку в каждом случае выбор будет зависеть от требуемой марки бетона.