зачем в бетон добавляют щебень или гравий
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.
Щебень или гравий использовать для бетона: виды и классификация материала, различия между ними
Для изготовления бетона используется ряд компонентов, которые оказывают влияние на его эксплуатационные и технические параметры. Важную роль играют заполнители, обуславливающие прочность и функциональное предназначение смеси. Чтобы разобраться, что лучше для бетона — щебень или гравий, необходимо сравнить их физические свойства, способность влиять на характеристики конструкции.
Различия гравия и щебня
Разница между щебнем и гравием незаметна: оба компонента внешне похожи, исходным сырьем для их изготовления служит горная порода.
Но, ознакомившись со свойствами и особенностями происхождения материалов, станет очевидным важное отличие, которое учитывают при производстве качественного бетона:
Гравий, добытый в горах, имеет шероховатую поверхность, но в нем обнаруживаются глинистые, песчаные и органические включения. Окатанные камни на дне и берегах водоемов чище по составу, но их сферическая форма и гладкость не могут гарантировать достаточную адгезию с раствором. Наряду с керамзитом цветочным применяются в ландшафтном дизайне для дренажа почвы и оформления дорожек, водоемов.
Что лучше — бетон на гравии или щебне?
Для производства прочного бетона, обеспечивающего монолитность конструкции, по техническим параметрам подходит щебень. Материал, изготовленный из плотных горных пород, имеет оптимальную кубическую форму, выдерживает высокие нагрузки, морозоустойчив., распределяется равномерно, что экономит раствор, неровные края способствуют наилучшему сцеплению с цементирующим составом.
Какой щебень нужен для фундамента: виды, классификация и приемка материала
Щебень активно применяется в устройстве фундамента, эксплуатационные характеристики бетона зависят от происхождения и вида наполнителя, его размера, формы, фракции.
Виды щебня
Материал разделяют по происхождению:
Для обустройства фундамента дома приемлемый вариант — наполнитель раствора, изготовленный из гранита, для экономии разрешается использовать гравийный щебень.
Классификация по материалу
По материалу щебень бывает:
Фракции
Прежде чем заливать фундамент, важно определиться с размерами фракции камней, градация наполнителя осуществляется по величине зерен:
Для бетона приемлемый размер фракции — до 20 мм, если использовать только крупные зерна, то неравномерное заполнение смеси ухудшает ее свойства. Поэтому, когда размеры щебня превышают 40 мм, к составу добавляют еще 2, а иногда 3 вида фракции.
Прочность
Параметры определяются испытанием, проверка прочности на сжатие происходит при помощи цилиндра, где выясняется степень дробимости материала. Тестируется его износоустойчивость при механическом воздействии в полочном барабане. Дополнительно учитывается содержание слабых пород, допустимое значение варьируется в диапазоне 5-15%.
Согласно результату щебень разделяют на марки:
Для подушки строения применяется М800, для получения фундамента требуется качественный материал с низким содержанием примесей, который способен справиться с большими нагрузками, поэтому используется марка М1200.
Морозостойкость
Значение морозоустойчивости строительного материала обозначается литерой F (от английского слова frost, что в переводе означает мороз). Параметры измеряют серией лабораторных испытаний — циклов замораживания и оттаивания, которые каменные зерна выдерживают без утраты эксплуатационных характеристик.
По тестированию морозоустойчивости определяются марки F15-F400, для фундамента зданий используется щебенка с показателями F250-300, что соответствует наполнителю из гранита или гравийному материалу.
Таблица морозостойкости щебня.
Лещадность
Один из основных показателей качества щебня — лещадность. Это процентное соотношение зерен пластинчатой или вытянутой формы в общей массе кубовидных элементов — камней, отличающихся хорошей прочностью и способностью создавать плотный монолит бетонной конструкции. Частицы породы считаются пластинчатыми, когда их длина в 3 раза превышает толщину, а к игольчатым относят элементы, у которых длина в 3 и более раз больше ширины.
По лещадности щебень разделяют на следующие категории:
При производстве гранитного щебня получается наибольшее количество зерен правильной формы, что обеспечивает наибольшее сцепление и долговечность конструкции. Поэтому 1 и 2 группа материала отличаются лучшими характеристиками по лещадности, используются для приготовления бетонного раствора под фундамент.
Вредные компоненты
В структуре щебня не должны содержаться примеси, быстро разрушающиеся под действием окружающей среды и щелочей цемента, а также элементы, вызывающие коррозию металлической арматуры и закладочных деталей.
К компонентам наполнителя, негативно влияющим на надежность конструкции, относят:
Разрушение монолита бетона вызывают:
Коррозия арматуры происходит при высоком уровне галогеносодержащих минералов в щебне.
Количество примесей в наполнителе не должно превышать указанное в нормативных документах. Допустимое содержание по ГОСТу составляет от 0,1 до 15% от объема или веса вещества.
В любой фракции щебня высшей категории запрещается наличие засоряющих материалов: битого кирпича, стекла, глины, дерева, пластмасс и металла. Соотношение посторонних примесей в группах низшего качества в зависимости от класса не должно превышать 7% от массы наполнителя.
Вес определяют при взвешивании груженого и пустого транспорта.
Что лучше выбрать для бетона: гравий или щебень?
Производство бетона предполагает использование целого ряда компонентов, которые влияют на его технические и эксплуатационные характеристики. Не последнюю роль играют в этом наполнители. Для того чтобы ответить на вопрос, что лучше брать для приготовления бетонного раствора – щебень или гравий, нужно проанализировать и сравнить их свойства.
Сравнительный анализ: плюсы и минусы
Важнейшими характеристиками бетонной смеси являются прочность, морозостойкость, водонепроницаемость. В зависимости от назначения не последнюю роль играют и показатели экономической целесообразности выбора тех или иных компонентов. Сопоставим, как соответствуют этим требованиям щебень и гравий.
Щебень. Щебень – это твердый сыпучий материал нерудного происхождения с зернистой структурой, который получают в результате механического дробления гранитной скалы или других горных отложений. Размер структурной единицы варьируется от минимальных 5 мм до 70 мм. Все, что крупнее, является бутовым камнем. Гранитный щебень по техническим характеристикам – наиболее подходящий наполнитель для плотных тяжелых высокомарочных бетонов. Среди его плюсов:
К минусам гранитного щебня относят:
Гравий. Употребление этого термина не совсем корректное, так как в данном контексте речь может идти о гравийном щебне и природном гравии, которые, несмотря на схожую картину происхождения, являются разными материалами.
Речной или морской гравий – это разноцветные окатанные камешки сферической формы размером от 5 до 70 мм. Для бетона он не годится из-за гладкой структуры – плохо сцепляется с цементно-песчаным раствором. Используют гравий в основном в декоративных целях – для оформления искусственных водоемов, альпийских горок, прочих объектов ландшафтного дизайна.
Для приготовления бетона применяют колотый гравийный щебень, который производят посредством дробления скалистых валунов, просеивания осадочных горных пород. В отличие от речного аналога он состоит из зерен неправильной угловатой формы с шероховатыми стенками.
К преимуществам гравийного щебня относят:
Его недостатками можно считать:
Как правильно выбрать наполнитель?
При выборе составляющих для бетонной смеси берут во внимание несколько факторов.
Во-первых, учитывают назначение бетона. Если для заливки фундамента двухэтажного особняка предпочтительнее взять гранитный щебень, то для бетонирования опорных столбиков или садовой дорожки использовать дорогостоящий материал экономически нецелесообразно, подойдет и гравий. Профессиональные строители считают, что гранитный щебень в качестве компонента необходим, если по ГОСТу для выполнения тех или иных работ предусмотрен бетон М300 и выше.
Во-вторых, немаловажное значение имеет фракция. Для бетонов наиболее подходящий размер наполнителя составляет 5–20 мм. Более крупные куски неравномерно заполнят смесь и этим ухудшат ее свойства.
В-третьих, обязательно обращайте внимание на лещадность. Щебень кубической формы с незначительным содержанием плоских камешков (5–10 %) лучше уплотняется, поэтому бетон с ним крепче. Продукция с большим количеством лещадных частиц обладает дренажными способностями и подойдет для бетонирования площадок и дорожек.
Изготовление самомесного бетона. Часть вторая: выбираем компоненты смеси
В первой части статьи «Делаем самомесный бетон» мы рассказывали про общие принципы бетонирования «самомесом». Также мы рассматривали, в каких случаях выгодно делать бетон самостоятельно, и как избежать обмана со стороны поставщиков бетона. Во второй части нашего материала мы, опираясь на опыт и знания пользователя нашего портала — Антона Павлова (Antonpavlov), расскажем, как выбрать наполнители для самомесного бетона.
Введение в самомесный бетон
На первый взгляд кажется, что приготовить «самомес» просто. Достаточно воспользоваться общестроительной пропорцией 1:3:5, где с водой смешиваются такие компоненты, как цемент, песок и щебень. Ведь так поступают многие строители. Именно здесь кроется главный «подводный камень».
В первой части материала мы рассказывали о важности соблюдения водоцементного соотношения.
Щебень и песок, которые используются в «самомесе», в зависимости от места строительства, карьера их добычи, времени года и погодных условий, могут иметь разную влажность и пустотность. Т.е., воспользовавшись вышеприведённой усреднённой формулой, а чаще всего, засыпав в бетоносмеситель компоненты «на глазок», на выходе мы получим бетон совершенно не той прочности, на которую рассчитывали, т.к. влага, которая содержится в песке и щебне, и процентное содержание которой мы не учли, также прореагировав с цементом, изменила В/Ц смеси.
Чтобы во всём разобраться, надо понять, для чего нужны данные наполнители.
Наполнители для самомесного бетона
Для чего нужны щебень и песок? Ведь гораздо проще размешать купленный цемент с водой. Далее залить смесь в нужную форму (опалубку), и мы получим необходимую бетонную конструкцию (перемычку, сваю и т.д.). Не всё так просто.
Цемент (по сравнению с наполнителями) имеет высокую цену. Если заполнять форму только цементом, то это влетит в копеечку. Если всё подсчитать, то окажется, что равнозначный объём цемента в несколько раз дороже щебня и более чем в 10 раз дороже песка.
Кроме этого прочность бетона выше, если в него введены данные наполнители. Отсюда: песок и щебень удешевляют «самомес», т.к. мы экономим дорогой цемент. Появляется следующий вопрос: сколько нужно добавить песка и щебня? Для ответа на него нужно разобраться в свойствах наполнителей.
Песок бывает двух видов — природный и искусственный. Нас интерсует песок природного происхождения. Он (в зависимости от способа добычи) бывает трёх видов — речной, морской и карьерный.
Песок состоит из смеси зёрен размером от 0.16 до 5 мм с насыпной плотностью от 1300 до 1500 кг/м³. Если рассмотреть песок под увеличительным стеклом, то мы увидим, что каждая песчинка имеет не строго кубическую, а произвольную форму.
Поэтому, если насыпать песок в какую-либо форму, то между песчинками останется свободное пространство — поры (пустоты). Для изготовления прочного бетона нужно сделать так, чтобы каждая из песчинок склеилась друг с другом, а все поры были заполнены. Эта «обязанность» возложена на цементное тесто.
Зная пористость песка — отношение объёма его пор (пустот) к объёму зёрен, мы сможем рассчитать необходимое количество цемента, т.е. найти пропорцию смеси.
Размер зёрен песка описывается модулем крупности. Этот модуль определяется на основе результатов т.н. «ситового анализа», т.е. просеивания песка через ячеи (отверстия) определённого размера. По результатам просеивания песок разбивается на группы:
Песок с модулем крупности 2.0 мм.
Функция щебня в самомесе аналогична функции песка — уменьшение расхода цемента. Причём песок, щебень и цемент работают в одной связке. Чтобы заполнить все пустоты между щебнем требуется более мелкий наполнитель — песок. Далее оставшиеся пустоты в песке заполняются цементом. Таким образом, все компоненты в смеси связываются воедино.
Щебень бывает 3 видов:
Гранитный щебень обладает самой высокой прочностью и морозостойкостью. Поэтому его чаще всего используют при бетонировании. Кроме этого, в процессе производства (при дроблении) у щебня образуются острые грани неправильной формы. Благодаря этому такой щебень хорошо сцепляется с цементным раствором, а сами камни, из-за меньшего показателя лещадности, лежат более плотно. Т.е. — уменьшается количество пор (пустотность), которую требуется заполнить песком и цементом.
В случае отсутствия гранитного щебня, при бетонировании, можно использовать гравийный щебень. При этом следует помнить, что этот вид щебня менее прочен, чем гранитный и, из-за особенностей добычи, сами камни имеют округлую форму. У такого щебня ухудшается сцепление с цементом и образуется большее количество пустот, которые, в свою очередь, требуется заполнить песком.
Что касается известнякового щебня, то его не стоит использовать при бетонировании, т.к. такой щебень получается при дроблении известняка. В известняк входит карбонат кальция — водорастворимый материал. Со временем у бетона (работающего во влажных условиях) снизится прочность, также могут появиться полости. Это приведёт к коррозии арматуры.
Итак, при бетонировании самомесным бетоном следует отдать предпочтение гранитному щебню. Возникает второй вопрос: какую фракцию (размер камней) использовать.
Наиболее распространены следующие фракции: 5-20 (камни (зёрна) размером от 5 до 20 мм) и 20-40 (камни (зёрна) размером от 20 до 40 мм).
При выборе фракции щебня для изготовления «самомеса» нужно учесть следующее — использование самомесного бетона оправдано при заливке конструкций относительно небольших размеров (в сравнении с ленточным фундаментом, заложенным ниже глубины промерзания или плитным основанием), т.е. — надоконных перемычек, армопоясов, свай под фундамент и т.д.
Отсюда: щебень (камни) должны свободно проникнуть между прутками арматуры, уложенной в ограниченном объёме. Если мы используем щебень «сороковой» фракции, крупные камни могут застрять между прутками арматуры. В результате в бетонируемой конструкции могут образоваться пустоты. Щебень (камни) более мелкой фракции — «двадцатки» — наоборот, беспрепятственно уложатся в требуемую нам форму с армированием.
В теме, созданной Антоном Павловым можно узнать, как самостоятельно рассчитать пропорции самомесного бетона, и ознакомится с рекомендациями по армированию, изготовлению опалубки и уходом за бетоном. Также рекомендуем прочесть тему, где даётся алгоритм расчёта несущих стен из газобетона плотностью D300.
На FORUMHOUSE есть детальная инструкция, где рассказывается обо всех нюансах бетонирования при отрицательных температурах.
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.