Какой фракции щебень нужен для бетона. Изучаем размеры фрации щебня для бетона Можно ли добавлять щебень бетон

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.

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.

Бетон — современный строительный материал, для самостоятельного изготовления которого необходимо не только иметь под рукой таблицу с пропорциями бетона , но и выбрать и приобрести правильные ингредиенты: цемент, песок в мешках или навалом, и, конечно же, твердый наполнитель — щебень или гравий.

Встает вопрос: какой же щебень нужен для бетона? Мы рекомендуем гранитный щебень фракции 5-20. Но обо всем по порядку.

Твердые наполнители

Начнем с того, что формально в качестве основного наполнителя подойдут любые твердые породы: щебень гранитный, гравийный, известняковый, керамзит, даже колотый кирпич или асфальт. Но здесь есть свои нюансы. Каждый из перечисленных наполнителей обладает определенной прочностью, что сильно ограничивает возможности применения. Например, строительство ответственной конструкции немыслимо с применением битого кирпича. И наоборот, отливка тротуарной плитки среднего качества с использованием гранитного щебня в составе бетона является ни чем иным, как перерасходом денежных средств.

Любой твердой наполнитель — будь то гранитный щебень или гравийный — обладает собственной прочностью, которая характеризуется его маркой. Бетон априори не может быть прочнее, чем наполнители. Из цемента марки М400 получить бетон М500 невозможно.

Зависимость марки бетона от марки щебня

Итак, представляем вниманию таблицу с примерным соответствием марки щебня — марки бетона.

Небольшое отклонение в ту или иную сторону допустимо, регулируется соотношением песка и цемента. Для увеличения прочности бетона при низкой прочности щебня в состав раствора добавляют больше цемента.

На практике, бетон М-250 и ниже изготавливают с применением гравия, а бетон марки М-300 и выше — в основном на граните.

Компания «ПроБетон» осуществляет продажу и доставку бетона как на гравии, так и на гранитном щебне. Кроме того, мы можем продать отдельно и гранитный щебень, и гравий.

Какой фракции нужен щебень для бетона?

Щебень по своим размерам разделяют на фракции. Фракция — это диапазон габаритных размеров ячейки в сите, через которое просыпают щебень, чтобы его отсортировать. Например, фракция 20-40 обозначает, что размеры щебня колеблются в пределах от 20 до 40 мм, т.е. камни такого размера успешно «проскочили» в ячейку 40х40 мм, но не «пролезли» в ячейку 20х20 мм.

Отвечая на вопрос, какой щебень нужен для бетона, скажем прямо: в своем бетоне мы используем гранитный щебень фракции 5-20 — габаритные размеры каждого камушка колеблются в пределах от 5 до 20 мм. Зачастую можно наблюдать, как повсеместно в качестве наполнителя в бетон используют щебень фракции 20-40 — это не совсем оправдано. Бетон из щебня такой фракции неравномерно наполнен твердым наполнителем, вследствие чего прочность отлитой конструкции снижается. Если постройка возводится с запасом прочности — можно немного сэкономить и применить фракцию 20-40, во всех других случаях — лучше чуть-чуть переплатить за фракцию 5-10 или 5-20, а крупные куски гранита оставить дорожным строителям в качестве отсыпки при строительстве дорог или железнодорожных путей.

Смешивая ингредиенты бетонных растворов – воду, цемент, песок, химические добавки – нужно определиться, какой щебень нужен для бетона. Он играет не последнюю роль в его составе.

Характеристика и значение материала

Зачем нужен щебень в бетоне? Эта составляющая раствора – сыпучий материал в виде камней неправильной формы – является крупным наполнителем, он создает каркас, воспринимающий все нагрузки раствора. Благодаря ему, готовый раствор дает меньшую усадку, становится более упругим, прочным, намного уменьшается ползучесть, снижается деформация изделия под нагрузкой. Состав бетона дешевле с наполнителями, поскольку цемент стоит дороже щебня.

Согласно нормам содержание наполнителя с высокой крупностью должно быть от 1 до 20% массы раствора, пониженной крупности - не более 20%. В растворе должен быть щебень как минимум двух фракций при максимальном зерне до 40 мм или трех – при 40–70 мм.

Максимальный размер зерна должен быть меньше 2/3 самого короткого расстояния между стержнями арматуры, а также не больше 1/3 наименьшего размера изделия (например, ширины ленты). Этот материал имеет острые грани, шероховатую поверхность, поэтому хорошо сцепляется с составляющими раствора.

Классификация

Принято классифицировать щебень для бетона по плотности, размеру, лещадности (плоскость, игловатые частицы в теле камня), прочности на сжатие, морозостойкости.

Виды

Щебнем часто называют гранитный материал, а гравием – щебень из природного камня, но общее название обоих – щебень. Он создается из разных пород и бывает:

• гранитным;
• гравийным;
• доломитовым (известковым);
• шлаковым;
• вторичным.

Первые два используются для средних и тяжелых бетонов, остальные – для легких, ячеистых растворов, пено- , газобетона. Гранитный материал – более прочный - создается дроблением глыб природного гранита. Камень сортируют по размеру через специальное вибросито.

Гранитную щебенку используют для дорожных, аэродромных покрытий, ответственных участков под большими нагрузками, колонн, стен, плит, мостов. Это наиболее прочный наполнитель, он есть в прочных бетонах высоких марок. Его марка 1200—1400, а уровень морозостойкости - до 400 циклов.

Что лучше использовать щебень или гравий? Второй образуется путем дробления обычной каменной природной скалы, ее просеиванием. Он менее прочный, чем щебень из гранита. Если надо особо прочный морозостойкий бетон, рекомендуют именно последний. С другой стороны, у гравийного щебня есть преимущества: низкий радиоактивный фон, небольшая цена. Он наиболее часто используется для частного строительства, фундаментов особняков, при строительстве дорог.

Производят два вида гравия:

• дробленый;
• природный.

Известняковый (доломитовый) наполнитель получают из осадочных пород – известняка. Составляющими его в основном есть карбонат, кальций и подобные соединения. Он раскисает от воды. Для серьезных конструкций нежелателен, а некоторыми специалистами этот щебень для бетона вообще не рекомендуется.

Шлаковые, вторичные материалы используются для очень легких бетонов, которые служат теплоизоляцией.

Форма

Есть четыре вида щебня по геометрическому виду. Определяющим является уровень содержания форм отдельных зерен в процентном соотношении к объему. По этому критерию есть такой щебень:

• кубовидный, клиновидный – 12–15%;
• обычный (остроугольный) – 18–25%;
• лещадный – 25%. Есть разная степень лещадности (плоскости) зерен. В свою очередь, материал бывает с игловатыми или пластинчатыми зернами.

Кубовидный или низколещадный бетонный щебень наиболее часто производят на карьерах, он самый прочный. Смесь из его зерен имеет самую плотную упаковку из всех видов щебня. Бетон с ним намного прочнее, чем с игловатыми или пластинчатыми камушками, так как последние увеличивают в растворе расстояние между частичками — соответственно, требуют больше цемента.

Фракции

По фракции есть крупный, средний, мелкий щебень. Мелкий материал всегда дороже, на него тратится больше усилий при обработке каменных глыб. Для строительного бетона применяется диапазон зерен 5-70 мм. Фракция – это максимальный размер отдельного зерна. Чем меньше ее номер, тем мельче зерна щебня.

Категории

Можно выделить такие фракции гранитной щебенки.

Одна категория — мелкая (5–10;5–20;10–20 мм), очень мелкая (2–5) и гравийная крошка (1–3). Первая – наиболее популярная, используется для ЖБИ изделий, мостов, дорожных покрытий, в частном строительстве, для фундаментов. Вторая - для искусственного бетонного камня, бетонных деталей декора, тонких тротуарных плиток, небольших сооружений. Гравийная крошка - тоже для тротуарной плитки, наливных полов, изделий, не требующих особой прочности, исполняющих декоративную роль.

Вторая категория — средняя (20–40 мм) популярна также для частного строительства, для промышленных объектов. В первую очередь ее используют для фундаментов, дорожных конструкций, в строительстве домов, перекрытий, несущих конструкций, при производстве бетонных плит, балок, для обычных работ в частном строительстве.

Третья категория — крупная (40–70 мм) - применяется для бутобетонных фундаментов, при приготовлении большого количества раствора, для массивных конструкций. Ее, как правило, заказывают большими партиями и наперед, поскольку она не очень популярна и не всегда есть в наличии.

Фракции гравия:

• мелкая (до 10 мм);
• средняя (10–20 мм);
• крупная (40 мм).

Области применения такие же, как у гранитного материала, но при этом учитывают, что гравий намного слабее его (но намного дешевле). Его используют для низких марок бетона.

Для конструкций, требующих морозостойкости и особой прочности рекомендуют гранит, хотя гравийный щебень – стандартная составляющая бетона для фундаментов частных домов.

Морозостойкость

По этому параметру марка материала определяется по количествам циклов замораживания/оттаивания. Также морозостойкость разрешается оценивать по циклам его опускания в сернокислый натрий и высушивания. Для этого наполнителя существуют марки по морозостойкости от F300 и выше.

Вопреки распространенному мнению - чем крупнее бетонный щебень, тем прочнее раствор, это не всегда так, например, для конструкций, работающих на изгиб или армированных лучше фракция помельче. Для выдерживающих вертикальные нагрузки лучше крупный щебень.
Материал должен быть чистым без налипшей грязи, глины, пыли, грунта, руд. Его иногда промывают на стройплощадке. Бетон должен покрывать зерна полностью со всех сторон.

Щебенку берут всегда на две-три марки выше, чем проектная марка раствора, поскольку бетон набирает прочности и плотности на протяжении полугода, года и больше, а щебень не имеет этого свойства. Таким образом, эти два показателя уравновешиваются.

Выбор размера зерна

Крупное зерно делает раствор прочнее, мелкая - плотнее. Большие камушки способствуют образованию пористости, что нежелательно, а мелкие – лучше заполняют пустоты. Поэтому рекомендуют их совмещать. Например, хорошая фракция 5–20, она содержит большие зерна в 20 мм и более мелкие от 5 мм. Именно такой бетон – товарный – и хорошо заполняет монолитные конструкции. Для армированных фундаментов рекомендуют именно такой камень.

Бетон с крупным щебнем труднее трамбуется, армируется и растаскивается по опалубке. Для густоармированных и сложных конструкций лучше взять камень мельче и досыпать больше цемента. Чтобы повысить прочность смеси, если нет крупного щебня, рекомендуется добавить больше цемента.

Применение

Для бетонных полов и подобных изделий используют раствор с мелким щебнем, так как толщина пола небольшая. Более плоский (лещадный) камень повышает расход вяжущего материала и цемента, такой раствор хуже трамбуется. Для фундаментов такую щебенку лучше не использовать, она хорошо подходит для отмостков.

Для фундаментов лучше использовать гранитный щебень некрупных фракций (5–20, 5–10) – бетон будет плотным и морозостойким. Гранитный наполнитель имеет высокую морозоустойчивость, поэтому для нашего климата он лучший. Для низких температур рекомендован показатель не ниже F150.

Для бетона марок ниже М250 уместнее, экономнее и выгоднее использовать гравий. От М300 – гранитный щебень. Хорошим выбором будет гранитная щебенка 5–20. Такой размер более универсальный и может использоваться и для фундамента, и для отмостков, перекрытий.

При повышении плотности используют более мелкую фракцию, но тут нужно учесть, что это обойдется дороже, так как нужно больше цемента и сама она дороже. Для удешевления раствора можно смешивать гранитный и гравийный бетонный щебень. При использовании крупного щебня нужно больше песка, чтобы заполнить пустоты или сочетать его с более мелким.

Вот примерная таблица соответствий марок: