Щебень для бетона: виды
Выбор гравия и щебня для бетона
Компоненты бетона
В бетон входит несколько типов компонентов, что обеспечивает его необходимые характеристики. В нем присутствуют 3 основных составляющих, которые и придают ему определенные свойства. Это вода, заполнитель и цемент.
Щебень применяется для приготовления раствора повышенной стойкости. для строительства применяется щебень с диаметром от 5мм. и более.
Щебень является тем типом заполнителя, который используется очень часто, так как его эксплуатационные характеристики достаточно высоки.
Прочность данного материала может составлять 1000 МПа или даже больше. Это будет зависеть от конкретной породы и ее особенностей. Необходимо более внимательно рассмотреть такой тип материала, как щебень для бетона.
Щебень является сыпучим крупнозернистым материалом с зернами в диаметре не менее 5 мм, незаменимым при строительстве. Щебень – это дробленая порода, в качестве которой может выступать гравий. Но производство бетона, при котором используется недробленый гравий, почти не осуществляется, так как с дроблеными камнями цементная паста сцепляется лучше, чем с шарообразными. Именно поэтому, когда говорится о «бетоне на гравии», имеется в виду в подавляющем большинстве случаев бетон на гравийном щебне.
Щебень бывает природным и искусственным. Природный получают путем дробления горных пород, а искусственный изготавливается из строительного мусора.
Рассмотрим, какой бывает щебень. Щебень для бетона бывает как природным, так и искусственным. Природный строительный материал получают из горных пород путем дробления. Искусственный же щебень получают из домашнего шлака и строительного мусора (все это перерабатывается определенным образом), он является вторичным щебнем и самым дешевым, но в строительных работах его практически не используют (им укрепляются слабые грунты там, где строятся не федеральные дороги). При помощи щебня увеличивается прочность, уменьшаются ползучесть и усадка, а еще повышается долговечность бетона.
По какой же характеристике чаще всего выбирается щебень? Это размер его фракций (размер частиц, которые преобладают в данной массе). Чем меньше будут камешки, входящие в состав щебня, тем меньше будет номер фракции. При изготовлении бетона щебень с малыми фракциями используется для лучшего заполнения полостей и пустот, а с крупными – для обеспечения высокой прочности при схватывании бетона. Плоский и игловатый щебень снижает прочность бетона, расход цемента увеличивается. Использование щебня такой формы уменьшит морозостойкость бетона, поэтому в строительстве стараются не применять щебень с кусками из таких форм.
Различные виды щебня
Гранитный материал
Гранитный щебень является одним из самых прочных рудных материалов. Его производят методом дробления природного гранита. После направленного взрыва его обломки перемалывают в специальном агрегате. Он является лучшим заполнителем для бетонных смесей, у которых высокая марка:
Гранитный щебень – один из самых прочных материалов для строительства. Его получают путем взрыва рудных материалов и перемалыванием в специальном агрегате.
- Мостовое полотно и другие виды мостовых конструкций. Необходимо подчеркнуть, что в данном случае на него со стороны переменного уровня воды будет производиться дополнительное воздействие, что считается серьезной проблемой.
- Такие ответственные участки, как плиты перекрытий, которые несут большую нагрузку, стены и колонны. В таких случаях щебень наряду с статистическим давлением должен выдерживать еще и динамическое. Это очень важно в процессе эксплуатации.
- Дорожные и аэродромные покрытия. В этом случае особое внимание уделяется возможности перенести высокие показатели динамических нагрузок, а также не деформироваться под их воздействием.
Определяют качество гранитного щебня такими параметрами, как прочность на сжатие, плотность, лещадность и фракция, которая, в свою очередь, находится в пределах 5-150 мм. Менее 5 мм – это гранитный отсев, который имеет самые мелкие зерна и используется для проведения отделки как декоративный материал. От 5 до 20 мм – самая мелкая фракция, пользующаяся наивысшим спросом. Применяется для строительства дорожных покрытий, мостов и ЖБИ. При ее использовании гарантируются высокие параметры долговечности и надежности состава. Немаловажным фактором также является ее разумная стоимость.
Размер зерна средней фракции составляет менее 40 мм. Она применяется при строительстве крупных промышленных объектов в составе бетона. Размер крупного заполнителя, необходимого для строительства массивных конструкций, составляет 40-70 мм. Более крупный камень используется для строительства бутобетонных фундаментов. Подобный щебень используется для бетона достаточно редко. Щебень из гранита по своим техническим характеристикам достаточно прочен. Его морозостойкость – до 400 циклов, марка находится в пределах 1200-1400, а лещадность составляет всего от 15 до 18 %. Данные характеристики могут быть увеличены при использовании отборного камня без изъянов.
Гравийный и известняковый виды
Для строительства средне фракции применяется щебень менее 40 мм. Для более крупных строительных сооружений используется щебень диаметром 40-70 мм.
Гравийный щебень добывается при дроблении природных скал или просеивании карьерной породы. Такой материал по прочности уступает наполнителю из гранита, но имеет более низкую цену. Широкое применение данный наполнитель нашел в дорожном строительстве, производстве ЖБИ и при возведении фундаментов. Его подразделяют на следующие типы: колотый щебень – дробленый или природный; гравий, имеющий округлые зерна. В зависимости от размера фракций: крупный гравий (меньше 40 мм), средний (10-20 мм) и мелкий гравий (до 10 мм).
Известняковый щебень является одним из самых дешевых, применяющихся в строительстве. Он выглядит как белые камни и состоит из минерала кальцита, оттенок которого изменяется в зависимости от примесей: глины, кварца или железа. Можно выделить несколько групп по классу прочности. К первой группе относится М600-800, это продукт переработки доломита или известняка, обладающий высокими параметрами и имеющий большой размер фракции. Ко второй группе относится М300-600, изготавливающийся в основном из известняка. К третей – М200. Данный продукт почти не применяется при производстве бетона, так как для данного типа материала он является слишком дорогостоящим.
Морозостойкость известнякового щебня составляет всего 50-100 циклов, но это не мешает применять изделия на его основе при капитальном строительстве. При покупке щебня для бетона необходимо убедиться в наличии специальных документов, позволяющих говорить о соответствии требуемых и ожидаемых параметров.
После рассмотрения данных видов щебня можно ответить на вопрос, какой из них лучше и является наиболее применяемым. Им является гранитный щебень.
Крупные наполнители
Щебень и гравий применяются для максимального снижения расхода цемента при возведении крупных строительных сооружений.
Крупными заполнителями в бетоне являются щебень, гравий, а также щебень из гравия. Необходимо знать наибольшую и наименьшую крупность зернового состава для характеристики крупного заполнителя. Наибольшая крупность заполнителя должна соответствовать размеру отверстий стандартного сита. Размером отверстий первого из сит определяется наименьшая крупность. Через него проходит не более 5 % от просеиваемой пробы. Наименьшая крупность обычно равна 5 мм. Наибольшая крупность заполнителя должна соответствовать расстоянию между стержнями арматуры и размерам бетонируемой конструкции. Для того чтобы заполнитель при бетонировании без зависаний, равномерно распределялся в объеме конструкции, его наибольшая крупность назначается с учетом размеров конструкции, ее вида и густоты армирования.
Щебень или гравий, как правило, применяют фракционированным. Назначают такой зерновой состав каждой фракции или смеси фракций заполнителя, который может обеспечить минимальный расход цемента в бетоне. Они признаются удовлетворительными по зерновому составу при условии, что их кривая просеивания попадает в область, которая ограничена ломаными линиями.
Марки крупных составляющих
Прочность заполнителей сильно влияет на прочность бетона. Устанавливаются требования по прочности только для крупного заполнителя, так как применяемые обычно кварцевые пески в качестве мелкого заполнителя являются заведомо прочнее бетона. При сжатии кварца предел прочности выше 1000 МПа.
Прочность щебня зависит от его предела сжатия. Минимальный предел сжатия должен составлять 160 МПа.
Максимальной прочностью бетона по ГОСТ 26633-85 является 80 МПа. Нормируют прочность крупного заполнителя с учетом прочности бетона. Марка щебня из естественного камня должна быть больше прочности бетона не менее чем в 1,5-2 раза. Марка щебня из изверженных горных пород во всех случаях должна быть не ниже 80 МПа, марка щебня из метаморфических пород – не ниже 60 МПа, а из осадочных пород не ниже 30 МПа. Содержание зерен слабых и выветренных пород в щебне и гравии должно быть не более 10 % по массе.
Проектная марка бетона по морозостойкости будет получена при обеспечении морозостойкости щебня и гравия. Она определяется путем циклического замораживания, а затем оттаивания пробы заполнителя в водонасыщенном состоянии. Разрешается ускорять испытание для предварительной оценки морозостойкости путем насыщения пробы в растворе сернокислого натрия с ее последующим высушиванием. Крупные заполнители по морозостойкости подразделяют на 7 марок: 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300. По морозостойкости марка заполнителя характеризует число циклов замораживания-оттаивания, потеря массы пробы при котором не превышает 5 %. Исключением являются марки F15 и F25. Для них установлен предел 10 %.
Использование зольного гравия
Зольный гравий получают путем обжига окатанных гранул, которые состоят из пылевидной золы ТЭС с малой добавкой топлива. Возможно еще изготовлять безобжиговый зольный гравий, отдельные частицы золы в котором скреплены в единое целое вяжущим веществом, к примеру – портландцементом. При спекании и частичном вспучивании неорганических примесей в топках образуются топливные шлаки, содержащиеся в угле. Данный материал характеризуется неоднородностью свойств, что в качестве пористого заполнителя ограничивает его применение. При сжигании размолотого каменного угля образуется пылевидная зола теплоэлектростанций. Она используется как мелкий заполнитель в легких бетонах при условии, что содержание частиц несгоревшего топлива не будет превышать установленных пределов, что, как правило, составляет не более 5 % по массе.
Рассмотрим, какой основной характеристикой обладает пористый заполнитель. Ей является насыпная плотность в сухом состоянии. Для пористого песка установлены марки по насыпной плотности от 100 до 1400 кг/м3, а для крупного пористого заполнителя 250-1200 кг/м3. Поставляются крупные пористые заполнители раздельно по фракциям 5-10, 10-20 и 20-40 мм. Их прочность определяется путем раздавливания в цилиндре пробы крупного пористого заполнителя. Для каждого вида заполнителей значения прочности различны. Например, у керамзитового гравия она составляет 0,6-2,5 МПа. У пористых заполнителей морозостойкость должна соответствовать марке не ниже F15. Заполнители способны поглощать значительное количество воды благодаря развитой системе пор, при этом скорость водопоглощения является особенно интенсивной в первые 15-20 минут, то есть в момент приготовления и укладки легкобетонной смеси.