Как выбрать щебень для бетона?
Из чего производят щебень?
Этот строительный материал – основа бетона. Щебень получают дроблением горно-карьерных пород, делают из переработанных руд, некондиционных отходов вторичного сырья – остатков кирпичей, старого бетонного покрытия, шлака, асфальтовой крошки. Средняя плотность материала – 1-3 грамма/кубический сантиметр.
Иногда, в качестве наполнителя бетона используется дресва – это природный щебень. Он является терригенным псефитовым материалом. Образуется самостоятельно в результате механического разрушения горных пород и жестких грунтов. В естественной среде формируются твёрдые не окатанные частицы с размерами 2-6 миллиметров.
Состав натурального щебня однороден. Дресва обладает высокой водной проницаемостью и малой влагоёмкостью. Материал не подходит для полноценного фундамента (исключая лёгкие одноэтажные постройки), однако применяется для дорожного строительства, как первичное сырьё при получении извести, цемента и прочих искусственных стройматериалов.
Материалы
Щебень производится из известняка, гравия, гранита.
Известняк
Обломочно-осадочный материал гомогенного происхождения. Состоит из кристаллизованных солей кальция и угольных кислот, вторичных включений.
Известняк получают методом открытой добычи. На территории России – это территории Урала, Кавказа, центральные районы европейской части страны.
Свойства породы:
- Материал – светло-серый, иногда с примесями жёлтых, розовых, голубых темных оттенков;
- Относительная плотность – 2-3 грамма/кубический сантиметр;
- Морозостойкость – F100-F150;
- Истираемость – 0,9-1,5 грамм/квадратный сантиметр;
- Пористость – 20-30 процентов;
- Прочность на сжатие – 380-410 кгс/квадратный сантиметр в сухом виде и 330-370 кгс/квадратный сантиметр в увлажненном виде.
Сферы применения
- Вторичное легкое строительство;
- Флюс для металлургии;
- Выпуск минеральных удобрений.
Гравий
Материал представляет собой крупнообломочную остаточную структуру. Образуется в результате естественного разрушения крупных горных пород или искусственного дробления. Шероховатый, содержит в себе элементы органики, песка и глины. По происхождению выделяют следующие виды материала:
- Речной. Не содержит много примесей, но элементы у него гладкие, что предопределяет невозможность применения их в фундаментных смесях для жилых домов из-за плохого сцепления с раствором бетона. Используется в декоративных целях.
- Ледниково-озерный. Редкий тип, не разрабатывающийся в промышленных масштабах.
- Горно-овражный. Применяется как базисный наполнитель для бетона.
В зависимости от усредненных размеров обломков материала, выделяют такой гравий:
- Мельчайший. Размеры элементов 1-2,5 миллиметров.
- Мелкий. Размеры элементов 2,5-5 миллиметров.
- Средний. Размеры элементов 5-10 миллиметров.
- Крупный. Размеры элементов 10-20 миллиметров.
Гранит
Гранит – это магматическая горная порода с преобладающим кислым составом и нормальной щелочностью. Твёрдый и прочный материал применятся в разноплановых строительных работах как высококачественный щебень для фундаментных смесей, при облицовке зданий. Им отделывают колонны, стены, лестницы, камины, фонтаны. Иногда гранит используют напрямую в качестве кладочного материала.
Гранитные породы устойчивы к низким температурам и всем типам загрязнений, слабо поглощают влагу. Типичный минеральный состав:
- Полевые шпаты – 55-65 процентов;
- Кварцевые соединения – 20-30 процентов;
- Различные слюды – 3-12 процентов.
Свойства:
- Плотность – 2500-2700 кг/м³;
- Прочность – 290-310 МПа;
- Температура плавления при отсутствии воды и давления – 1215-1260 градусов Цельсия;
- Температура плавления при высоком давлении и наличии воды – 600-650 градусов Цельсия.
Усредненный химический состав:
- Диоксид кремния – 65-75 процентов;
- Оксид алюминия – 11-15 процентов;
- Оксид натрия – 2,5-5,5 процентов;
- Оксид кальция – 1-4 процента;
- Оксид железа – 0,5-5 процентов;
- Оксид калия – 0,5-3 процентов;
- Оксид магния – 0,1-1,5 процентов;
- Диоксид титана – 0,1-0,7 процента.
Разновидности гранитов
Материал подразделяют по минеральному составу и структурно-текстурному наполнению:
- Аляскит. Розовая порода с преобладанием калиевого и натриевого полевого шпата при отсутствии темных минералов, биотитов.
- Плагиогранит. Светло-серый материал с обилием плагиоклаза. Содержит незначительное количество натрий-калиевого полевого шпата.
- Порфировидный гранит. Материал с локальными вкраплениями кварца, микроклин, ортоклаза.
Геометрические разновидности щебня
Геометрические особенности наполнителя бетонной смеси предопределяются содержанием в продукции лещадных зерен. Последние представляют собой игловатые или пластинчатые структуры с параметрами ширины и длины, отличающимися от кубических. Чем выше лещадность, тем хуже утрамбовывается уплотнитель, что в конечном итоге приводит к увеличению межзерновой пустотности в бетонной смеси, возрастанию расходов прочих компонентов и ослаблению прочности фундамента.
Стандартная градация:
- Первая группа. Кубовидный щебень с концентрации лещадных элементов менее 10 процентов.
- Вторая группа. Улучшенный щебень с концентрацией лещадных элементов от 10 до 15 процентов.
- Третья группа. Материал с концентрацией лещадных элементов от 15 до 25 процентов.
- Четвертая группа. Щебень повышенной лещадности. Концентрацией элементов – от 20 до 40 процентов.
Сфера использования высоколещадной продукции – строительство автодорог и ж/д путей с обязательным дренажем.
Фракции и прочность щебня
Под термином фракция подразумевается усредненный размер элементов материала. Используется следующая градация:
- До 5 миллиметров. Называется отсевом. Является отходом при производстве крупных фракций. Применяется как заменитель песка, отсыпка спортплощадок и дорожек, дренаж для грунтовых путей. Стоит дешево, под фундамент не подходит.
- 5-20 миллиметров. Эта мелкая фракция производится из гравия или гранита. Размер зерен обеспечивает хорошее сцепление в бетонной смеси, что делает раствор после засыхания крепким. Помимо этого фундамент на основе такого щебня гладкий, подходит для возведения 1-2 этажных строений без отягощения. Используется во всех видах строительных частных работ.
- 20-40 миллиметров. Среднеразмерная фракция, чаще применяемая в смесях для фундамента частных домов, коттеджей высотой до 3 этажей. Также, этот вид щебня используется в дорожном строительстве, производстве ж/б конструкций, при заливке бетонной смесью площадок под тяжёлую технику.
- 40-70 миллиметров. Крупнофракционный щебень. Изготавливается исключительно из гранита. Используется как наполнитель бетонных смесей для проведения профессиональных каркасных и фундаментных работ, в том числе при возведении многоэтажных зданий, первичной заливке территорий будущих промзон, создании иных конструкций из бетона.
- 70-200 миллиметров. В строительной практике применяется преимущественно для декоративных целей, создания/оформления подпорных стенок, ограждений, стен и сверхмассивных фундаментов. В рамках частного строительства домов – не используется ввиду слишком больших габаритов.
Важный параметр щебня – прочность. Она измеряется путем давления и сжатия в специальной аппаратуре. Этот показатель соотносятся с маркой продукции. Материал бывает:
- Очень слабой прочности – М200;
- Слабопрочный – М300- М600;
- Среднепрочный – М600- М800;
- Прочный – М800-М1200;
- Высокопрочный – М1200-М1400;
- Сверхвысокой прочности – свыше M1400.
Как соотносятся марки наполнителя и бетонной смеси?
Соответствие без учета дополнительных факторов выглядит следующим образом:
- Щебень М1400 – бетон М500;
- Щебень М1200 – бетон М400;
- Щебень М1000 – бетон М300;
- Щебень М800 – бетон М200;
- Щебень М600 – бетон М100.
Вышеозначенные данные допускает отклонения, зависящие от конкретных соотношений прочих ингредиентов бетонной смеси – цемента и песка. Так в практике частного строительства фундамент на основе бетона М250 содержит гравий марки M800, тогда как смеси М300 и выше применяется исключительно гранит.
Дополнительные требования к фракциям
Для фундаментов приоритетнее применять крупные элементы, поскольку щебень с малой удельной поверхностью не оказывает излишнего давления на смесь, чем обеспечивает пластичность во время её заливки. Однако не стоит забывать и о мелком материале – это не менее 10-15 процентов общей массы.
Согласно нормативам СНиП в бетонной смеси под фундамент должно быть:
- 2 фракции 10-40 миллиметров;
- 3 фракций 40-70 миллиметров.
Возможный размер компонентов фракций не должен превышать трети минимального расстояния между строительными элементами в виде арматурных стержней и прочих жестких компонентов.
Долговечность фундамента зависит от качества песка, цемента, наполнителя и грамотно подобранных пропорций смеси. Её общая формула – 1 часть цемента, 2 части воды и 4 части разнофракционного щебня.
Где применяется вторичный щебень?
Помимо горно-карьерных пород, щебень делают из шлаков и строительного вторсырья. Основные сферы применения:
- Малопрочные бетонные покрытия;
- Асфальтобетон смешанного типа;
- Первичное укрепление открытого грунта;
- Мероприятия по благоустройству территории в местах, где не предусмотрены большие нагрузки на покрытие – создание открытых площадок для людей, тротуаров/дорожек и так далее.
Вместо заключения
Оптимальным вариантом хорошей основы бетонной смеси для создания качественного фундамента под 3-5-ти этажные дома, является гранитный щебень с фракцией 20-40 миллиметров, имеющий форму кубиков.
Для фундамента, на котором будут стоять двухэтажные и трехэтажные дома, применяют гравий фракции 5-20 миллиметров. В качестве заполнителя основы одноэтажных построек без отягощений (каркасные, деревянные, сборно-щитовые конструкции) целесообразно использование щебня из вторичных строительных отходов.
Современное строительство не терпит компромиссов между ценой и качеством – выбирайте максимально безопасный фундамент для вашего дома. При отсутствии должного уровня опыта, квалификации и навыков лучше обратиться к профессиональным строителям.
Выбор редакции
