В зависимости от геологических характеристик участка и назначения конструктивного элемента, щебень может быть использован для решения различных задач, включая следующие:
Какой щебень выбрать для фундамента?
Фундамент конструкций может быть выполнен как из заводских бетонных и железобетонных изделий, так и в монолитном формате. Для индивидуальных жилых домов, построенных на собственных силах, вполне допустимо использование бетона, который готовят прямо на строительном объекте. Однако фундамент — это критически важная конструкция, которая несет на себе всю массу здания и его содержимого, поэтому к качеству бетона, из которого он будет изготовлен, выдвигаются очень строгие требования, особенно это касается крупного заполнителя, которым является щебень.
На рынке строительных материалов доступен широкий ассортимент щебня, однако не все его виды подходят для устройства фундаментов. Щебень может быть:
- гранитным, получаемым при дроблении скальных пород. Этот тип имеет выдающуюся прочность и, как следствие, высокую стоимость, поэтому его используют для бетона фундаментов ответственных и уникальных строений, а также для многоэтажных домов;
- гравийным, который является результатом механической переработки дробленых обломков карьерного или речного типа. Прочность данного щебня несколько ниже, чем у гранитного, но все же достаточна для большинства типов бетона;
- известняковым, рассчитанным на дробление мягких осадочных пород. Данный щебень отличается невысокой прочностью и позволяет использовать его лишь там, где нагрузки минимальны;
- вторичным, полученным в ходе переработки бракованных или старых бетонных конструкций, а также обломков. Он находит применение для отсыпки складских площадок или временных автодорог;
- шлаковым, производимым из отходов металлургического производства. Прочность шлаковых частиц позволяет использовать их в некоторых случаях, однако вредные добавки в химическом составе существенно ограничивают область их применения.
При выборе щебня крайне важно учитывать его происхождение.
Стандартные характеристики щебня
Технические характеристики щебня регулируются действующим стандартом ГОСТ 8267-93, который охватывает спецификации на щебень и гравий, полученные из плотных горных пород и используемые в строительных работах. Согласно этому ГОСТу, щебень должен соответствовать следующим характеристикам:
- крупность зерен. Щебень производят в следующих стандартных фракциях: 5 – 10 мм; 10 – 15 мм; 10 – 20 мм; 15 – 20 мм; 20 – 40 мм; 40 – 80 мм, а также в виде смеси фракций 5 – 20 мм. Заказчик может запросить как смесь других фракций, так и щебень большими размерами от 80 до 150 мм. Применение щебня для фундамента определяется в следующей таблице:
Размер фракций щебня, мм
Сфера применения щебня
Крупная (от 20 до 40 до 40 до 80)
Фундаменты для промышленных зданий и сооружений
Средняя (от 15 до 20 до 20 до 40)
Основания и фундаменты жилых зданий
Мелкая (от 5 до 10 до 15 до 20)
Отмостки и фундаменты для зданий различного назначения
- прочность, которая определяется по марке щебня на основе его устойчивости к сжатию (дробимости) и истираемости. Щебень может иметь маркировку от М200 до М1400 по дробимости, а по истираемости — от И1 до И4 в зависимости от происхождения;
- морозостойкость, показывающая, сколько циклов замораживания и оттаивания способен выдержать щебень без потерь в прочности. Марки морозостойкости делятся на следующее множество: F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400. Разделение морозостойкости щебня по его происхождению можно проследить в таблице:
Марка морозостойкости
- форма зерен. В составе щебня из гравия и валунов должно быть не менее 80% дробленых частей. Свойства щебня по форме зерен определяются долей в его массе лещадных (плоских) и игольчатых частиц. Чем выше их содержание, тем ниже прочность, что опять же негативно сказывается на качестве щебня. В зависимости от удельного веса лещадных и игольчатых частиц, щебень делится на 5 групп (смотрите таблицу);
Группа щебня
Сфера применения щебня
Для бетона на фундаменты любых зданий
Для бетона на фундаменты зданий с ограниченной этажностью
Для бетона на фундаменты малоэтажных строений
Не подходит для фундаментов
Не подходит для фундаментов
- содержание слабых пород. В составе щебня, произведенного из горных пород, может содержаться от 5 до 15% слабых фракций от общей массы, а в щебне из гравия и валунов – от 10 до 15%;
- содержание пылевидных и глинистых частиц. Элементы, содержащиеся в щебне, не должны превышать 3% для материалов низких марок и 1% для высокопрочных;
- наличие вредных компонентов и примесей в шлаковом и вторичном щебне. Такого рода щебень должен обладать высокой устойчивостью к расслоению, быть стойким к влиянию естественных факторов. Кроме того, он не должен содержать сторонних загрязняющих добавок и соответствовать стандартам по удельной эффективной активности естественных радионуклидов (см. таблицу).
Природная удельная эффективность активности естественных радионуклидов в щебне, Бк/кг
Сфера применения щебня
Для объектов жилья и социально-культурной сферы
Для автодорог в населенных пунктах
При выборе щебня для фундамента индивидуального жилого дома важно обратить внимание на такие показатели как крупность, прочность и морозостойкость зерен. Остальные характеристики становятся актуальными преимущественно при промышленном производстве железобетонных изделий.
Зачем нужен щебень под фундамент
Подушка из щебня под фундамент. Ниже дна фундамента непременно должна быть насыпная подушка. Она может быть выполнена из песка или щебня. Щебень в этом контексте представляет собой более прочный материал, особенно необходимый для многоэтажных зданий. Подушка обеспечивает выравнивание дна, равномерно распределяя нагрузку и уменьшая точечное давление. В дополнение, щебень выполняет дренажные функции, предотвращая воздействие подземных вод. После укладки щебня его следует качественно утрамбовать с использованием виброплиты. Чем лучше будет уплотнена поверхность, тем более надежно прослужит здание.
Заливка бетонного основания. Бетонный фундамент создается из смеси цемента, заполнителей и воды. В качестве заполнителя предпочтительно использовать щебень, поскольку его шероховатая структура предлагает лучшее сцепление, чем у гравия. Щебень уменьшает вероятность усадки и добавляет основанию необходимую прочность. Большая высота слоя основания требует более крупного заполнителя. Использовать следует материал с разными размерами зерен для обеспечения лучшего сцепления и минимизации пустот.
Какой щебень использовать для фундамента?
Марка
- высоко прочный М1 200–1 400;
- прочный М800–1 200;
- средній прочности М600–800;
- слабой прочности М300–600;
- очень слабой прочности М200.
Марка щебня показывает предельную прочность на сжатие. Цифры в маркировке отражают процент содержания слабых пород. Щебень низкой прочности подходит для легких конструкций, в то время как марки средней прочности считаются подходящими для более массивных сооружений. Наиболее распространены марки М800–1 200, так как они подходят для большинства конструкций. Более высокие марки, такие как М1 200 и выше, в большинстве случаев это гранитные разновидности, используемые для значительных нагрузок.
Соответствие между породами щебня и марками следующими образом:
- гранитный — М800–1 600;
- известняковый — М300–600;
- гравийный — М600–1 200.
- гравийный — F150–F300;
- гранитный — F300 и больше;
- доломит — F100.
Характеристика морозостойкости определяется в лабораторных условиях, основываясь на потере массы образцов в процессе циклов замерзания и оттаивания. Для фундамента необходим щебень с морозостойкостью не ниже F200. Чаще всего используются марки F300 и F400, которые служат надежной основой для строительства в умеренных и холодных климатических условиях с резкими перепадами температур.
Фракция
Мелкая. Щебень с фракцией 3х8 мм, 5х10 мм, 5х20 мм и 10х20 — особенно актуален для изготовления различных марок бетона и производства железобетонных конструкций.
Средняя. Фракция 20х40 мм признана наиболее подходящей для бетона и заливки фундамента. Этот тип щебня является оптимальным для формирования подушки фундамента, в том числе для многоэтажных зданий.
Крупная. Фракции 20х70 и 40х70 мм подходят для бетона, используемого при возведении многоэтажных и промышленных объектов, а также в организации дренажных систем.
Вид
Гранитный. Получается из гранитных порочных пород, из которых образуются фракции через процесс дробления. Это самый прочный вид щебня (до М 1 600), который выдерживает значительные нагрузки и воздействие внешней среды, что делает его дорогим. Естественный уровень радиоактивности у него также присутствует, но для фундамента необходимо использовать только тот, что соответствует нормам, что подтверждается сертификатом.
Гравийный. Этот материал добывают из рыхлых осадочных пород и включает кварц, мрамор и гранит. Его свойства зависят от преобладающих пород. Гравийный щебень имеет меньшую прочность по сравнению с гранитным и отличается более сглаженными краями, что снижает риск травм. Этот вариант экономически выгоден и широко используется в частном строительстве.
Известняковый. Проведен дроблением известняков. Поскольку эта порода менее прочная и менее устойчива к влаге, ее стоимость значительно ниже. При выборе данного типа важно обращать внимание на прочностные и морозостойкие качества. Доломит больше подходит для одноэтажных зданий, но его не следует применять в условиях близости к грунтовым водам, обладающим повышенной кислотностью.
Виды щебня: какой лучше использовать для фундаментов
Щебень — это материал, получаемый методом естественного разрушения горных пород или их дробления. Характеристики породы определяют свойства щебня. В качестве сырья также могут использоваться строительные отходы, а также отходы металлургического и керамзитового производства. Наиболее распространенные виды щебня включают:
Гранитный. Обладая отличными физико-химическими свойствами, гранит имеет высокую прочность, морозостойкость и хорошую адгезию. Он является лучшим вариантом для строительных и дорожных работ, а также для производства бетонных смесей и конструкций, поскольку способен выдерживать большие нагрузки, а также температурные колебания. Красивый внешний вид позволяет использовать его также в ландшафтном дизайне.
Гравийный. Этот щебень состоит из округлых обломков твердых горных пород и разделяется на горный, ледниковый и речной. Последние два вида считаются более безопасными и эстетичными благодаря окатаными гранями, что снижает риск травм. Таким образом, их используют для отсыпки площадок и дорожек, а также для дренажных систем. Однако на строительных площадках чаще применяется более угловатый и грубый горный гравийный щебень.
Известняковый. Это самый распространенный тип щебенка, который бывает белого, желтоватого или серого цвета, и в большинстве случаев обладает средними характеристиками прочности, морозостойкости и влагопоглощения. Такой щебень подходит для различных строительных работ.
Вторичный. Добывается путем переработки строительного мусора — кирпичей, бетона, обломков асфальтового покрытия и прочих компонентов. Его характеристики обычно невысоки, поэтому он используется в основном для бытовых нужд, заполнения грунтовых дорог, а также в качестве подстилки под бетонные площадки и тротуары.
Шлаковый. Это результат переработки металлургических шлаков. Его характеристики могут значительно варьироваться в зависимости от процесса производства — дробления остывшего шлака или литья расплавленного конгломерата. Многие виды литого шлакового щебня могут по своим свойствам соперничать с гранитным, но стоят значительно дешевле. Поэтому многие используют его для подушки дорожных покрытий. Однако для фундаментов его применение не рекомендуется из-за высокого радиационного фона и пористой структуры.
В заключение, для фундаментов с высокими нагрузками подойдет щебень гранитного типа, для оснований со средней нагрузкой — гравийный, а для частных домов и небольших построек — известняковый. Вторичный и шлаковый щебень не рекомендуется использовать для фундаментов из-за их низких характеристик.
Какая фракция щебня нужна для фундамента
В бетонных смесях, используемых для фундаментов, рекомендуется применять несколько фракционных типов щебня с размерами зерен от 5 до 70 мм. Это обусловлено разными уровнями нагрузок на фундамент, а также стремлением оптимизировать затраты в местах, где это не скажется на надежности строения.
- Мелкофракционный щебень. Это фракции 5×10, 10×20, 5×20. Чаще используется в бетонных смесях для частных строительств и малогабаритных зданий.
- Средняя фракция. Фракция 20×40 и 25×60. Это оптимальный выбор для большинства малоэтажных зданий, инженерных конструкций и промышленных сооружений.
- Крупные фракции. Фракции 20×70 и 40×70 мм. Применяются для фундаментов крупных (многоэтажных) жилых и коммерческих объектов, грузовых и пассажирских терминалов.
Согласно СНиП 3.03.01-87, использование конкретных фракций щебня для производства бетонной смеси для фундаментов обозначено четко. Например, если максимальный размер зерна составляет 40 мм, то рекомендуется использовать не менее двух фракций, что улучшает сцепление. При наличии максимального размера зерен в 70 мм, лучше использовать три фракции.
Разновидности подушек
Подготовка основы под фундамент может осуществляться из песка, щебня или бетона.
1. Песчаная подушка
Под небольшие фундаменты, такие как одноэтажные дома, деревянные постройки, бани и подсобные помещения, делается песчаная подушка.
Для ее формирования используется песок с зернами 2-3 мм, содержащий минимальное количество солей, известковых примесей и глины. Органические остатки недопустимы.
Толщина подушки из песка будет зависеть от массы строения, характеристики почвы и параметров фундамента.
- Для глинистых оснований песчаная подушка может достигать 500 мм;
- Под монолитную плиту достаточно 150 мм хорошо утрамбованного слоя;
- Для столбчатых и ленточных основ толщина подушки должна составлять не менее 250 мм.
При высоком залегании грунтовых вод рекомендуется положить геотекстиль, гидроизоляционную мембрану или рубероид сверху подушки.
2. Щебенчатая подушка
Для многоэтажных зданий и сооружений подсыпка выполняется преимущественно из щебня. Рекомендуется использовать гранитный или базальтовый щебень средней прочности (М600-М800) фракцией 20-40 мм. Гравийный щебень может быть фракции до 50 мм. Изменение засыпки должно быть не менее 300 мм, а после засыпки щебня нужно провести послойное трамбование с помощью виброплиты. Гидроизоляцию лучше всего обеспечить с помощью битумной мастики или рулонных материалов. Чтобы рулонная гидроизоляция сохранилась, следует вначале засыпать песок, который предотвратит повреждение от острых краев гравия.
3. Подушка из ПГС
Песчано-гравийная смесь является отличным вариантом для формирования подушки под монолитными плитами и ленточными фундаментами, особенно при строительстве одноэтажных частных домов, построек из пеноблоков, гаражей и хозяйственных сооружений.
Такой тип подушки оказывается более прочным, чем песок, но из-за наличия влаги и глинистых примесей он не обеспечивает качественного дренажа.
4. Бетонная подготовка под фундамент
Для устройства монолитного ленточного или плитного фундамента по заранее утрамбованной подушке из песка или щебня заливается слой низкомарочного бетона класса В7.5 толщиной 100 мм.
Смесь выравнивают с помощью правила по маякам и уплотняют вибратором. После схватывания бетона поверхность защищают от влаги битумной мастикой, полимерными мембранами или рулонными материалами.
Подбетонка помогает избежать негативного влияния морозного пучения и сезонных подвижек грунта.
Выравненная бетоном поверхность позволяет проще и быстрее установить арматурный каркас, необходимый для создания прочного фундамента.
Бетонная подготовка предотвращает утечку цементного молочка из свежезалитого раствора и создает дополнительный защитный слой от воздействия грунтовых вод и почвенной влаги.
Схема устройства песчаной подушки, бетонной подготовки и монолитного фундамента.
Виды и классификация щебня
Щебень применяют в процессе строительства для создания подушки под основание и как наполнитель для бетонных растворов.
Подходящие типы щебня определяются по множеству критериев.
Фракция
Существует несколько типов щебня в зависимости от размера частиц:
- 5-20 мм — мелкий, используется при изготовлении стяжек, для бетонных смесей в малоэтажном строительстве, для производства асфальтобетона;
- 20-40 мм — средний щебень. Этот вид востребован наиболее активно. Он используется для производства монолитных железобетонных фундаментов и устройства фундаментных подушек;
- 40-70 мм — крупнозернистый, находит применение в дорожном строительстве и насыпях железных дорог;
- 70-150 мм — очень крупный щебень (бут). Используется в дорожных работах, для обустройства дренажных систем и берегоукрепительных мероприятий.
Строительный камень размером более 150 мм предназначается для создания заборов, оград, подпорных стенок и применяется в декоративных целях.
Фракции щебня.
Происхождение
В соответствии с горной породой, из которой произведен материал, различают:
- гравийный;
- гранитный;
- доломитовый;
- туфовый;
- сланцевый;
- базальтовый;
- известняковый и другие виды.
Каждый из указанных видов имеет свои специфические особенности, характеристики и области назначения.
Гранитный и гравийный щебень являются наиболее подходящими для фундамента.
Прочность
Прочность щебня зависит от первоначальной породы и демонстрирует его устойчивость к механическим воздействиям.
Это свойство определяется в условиях лаборатории путём сжатия образца.
Прочность обозначается буквой М и цифровым значением:
- М 200 — очень низкая;
- М 300 — М 600 — низкая;
- М 600 — М 800 — средняя;
- М 800 — М 1200 — хорошая;
- М 1200 — М 1400 — высокая.
Щебень низкой прочности обычно применяют в конструкции очистных сооружений, дренажных систем и в не нагруженных отсыпках.
Материалы средней и нормальной прочности используют для производства сборных и монолитных железобетонных конструкций, а также для железнодорожных путей и автомобильных трасс.
Щебень высокой и повышенной прочности применяется в строительстве опор мостов, гидротехнических сооружений, вышек и других ответственных конструкций.
Плотность
Показатели прочности материалов прямо пропорциональны их удельному весу.
Плотность делится на насыпную и истинную. Например, истинная плотность гранитного щебня составляет 2,66 т/м³, тогда как насыпная — 1,43 т/м³.
От значений насыпной плотности зависят:
- необходимое количество транспорта для его доставки;
- площади, необходимые для хранения;
- количество щебня, требующееся для строительства конструкций.
Насыпная плотность зависит от размеров зерен: чем меньше фракция, тем меньше остается пустот при уплотнении.
Морозостойкость
Этот параметр показывает, как щебень сохраняет свои физические и механические свойства при замерзании и оттаивании.
На морозостойкость влияют тип и прочность породы, форма частиц и размеры фракций.
Плотные и однородные породы, такие как гранит и базальт, более устойчивы к температурным колебаниям, чем пористые и неоднородные, например известняк и песчаник.
Морозостойкость обозначается буквой F и цифрой, указывающей на количество циклов.
Основные характеристики щебня
— Деление по фракциям. Это означает классификацию по размерам зерен. Каждая фракция содержит камни различных величин. В процессе изготовления щебня, после дробления пород и шлаков, используются специальные промышленные сита с установленными размерами ячеек для просеивания изделий и получения различных фракций.
Наиболее распространенные фракции включают размеры 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм (стандартная группа). Эти фракции активно применяются в строительстве, при заливке фундаментов и в производстве строительных и армирующих конструкций.
Существуют также нестандартные фракции: 0-5 мм (отсев, который используется для изготовления строительных растворов), 3-8 мм (для благоустройства прилегающих территорий), 120-150 мм и 80-120 мм (для ландшафтного дизайна). Наиболее подходящими для фундамента являются фракции среднего размера: 10-20 и 20-40 мм.
— Лещадность. Это параметр, который определяется количеством плоских камней в общем объёме щебня. Плоские частицы плохо сцепляются в смеси, в отличие от камней с острыми ребрами или кубической формы. Сцепление наполнителя с другими компонентами бетона непосредственно влияет на прочность цементного раствора, поэтому доля лещадных частей является важным критерием оценки щебня. Чем меньше показатель лещадности, тем более прочный получается бетон. Существует 5 основных групп:
- Количество лещадных частиц в смеси не превышает 10% от общего объема;
- От 10 до 15%;
- От 15 до 25%;
- От 25 до 35%;
- От 35 до 50%.
Для бетона фундамента рекомендуется использовать щебень первой или второй группы, так как последние три группы не обеспечивают необходимой прочности раствора.
— Морозостойкость. Этот показатель определяется в лабораторных условиях и представляет собой количество циклов общего замораживания и оттаивания, которые материал может выдержать без утраты первоначальных характеристик и рабочих свойств. Щебень классифицируется по морозостойкости следующим образом:
- F300-F400 (гранитный щебень);
- F200-F300 (гравийный щебень);
- F25-F100 (известняковый щебень);
- F75-F200 (шлаковый щебень);
- F50-F75 (вторичный бетонный щебень).
Морозостойкость актуальна для холодных климатических условий с низкими зимними температурами. Чем выше значение морозостойкости, тем большая вероятность, что фундамент выдержит температурные изменения без повреждений и других последствий на протяжении долгого времени. Для фундаментов не рекомендуют использовать щебень с морозостойкостью ниже F300.
— Прочность. Прочность щебня проверяется опытным путем в лаборатории. Щебень тестируется под прессом, по итогам тестирования присваивается групповая маркировка прочности. Выделяют 5 групп прочности щебня:
- М200 – минимальная;
- М300-М600 – низкая;
- М600-М800 – средняя;
- М800-М1200 – хороший уровень прочности;
- М1200-М1400 – высокая.
При производстве фундамента не рекомендуется использование щебня с показателями прочности менее М1200, в противном случае основная конструкция здания может не выдержать нагрузки. Для формировки подушки допускается применение щебня М800.
Основные правила и рекомендации по выбору щебня для фундамента
Выбор щебня для фундамента должен быть индивидуальным и зависеть от множества факторов, таких как количество этажей, площадь постройки и предполагаемые постоянные механические нагрузки. В процессе подготовки фундамента для различных этапов можно использовать разные виды щебня, учитывая специфику строительных работ.
Подбетонка. Первый слой основания здания требует использования бетонного слоя, чтобы предотвратить утечку влаги. Если для этого слоя используется бетонная смесь, лучше выбрать щебень мелких фракций до 20 мм. Если вместо бетона используется жидкий битум с щебнем, размер фракций может быть больше, например, возможен щебень размером 40-70 мм.
Уплотняющая подушка. Этот слой обеспечивает устойчивость и долговечность фундамента и может быть выполнен из песка или щебня. Песок не дает столь значительной устойчивости, поэтому более предпочтительным является использование щебня. Здесь нужно применять материал со средними фракциями (20-40) и прочностью не менее среднего уровня (М600).
Отмостка. Отмостка должна проходить по всей окружности здания. Она является частью дренажной системы и обеспечивает гидроизоляцию. В этом случае можно использовать мелкозернистый щебень, известняковую или вторичную щебенку со средними или низкими показателями прочности и лещадности, так как данный участок фундамента не подвергается значительным нагрузкам.
