Фракционирование гравия и щебня

Свойства смеси и бетона напрямую зависят от зернового состава заполнителя, поэтому фракционирование заполнителя крупного размера – необходимая мера. Общие и технические параметры бетонных смесей, установленные стандартами ГОСТ, включают такое требование. В случае, когда используется заполнитель из крупных камней (булыги, гравийного щебня, гравия), происходит подбор камня по фракциям, затем, руководствуясь научными данными, составляется смесь, которая по своим параметрам будет пригодна для любой конструкции или сооружения.

Такой параметр, как пластичность-жесткость, меняется не только от уменьшения смачиваемой поверхности камня (соответственно, воды в цементном тесте будет ниже), но и от глубины погружения фракций большего веса при условии, что более мелким зернам двигаться в растворе мешает его вязкость.

Проверка разных фракций с помощью эксперимента

Для того чтобы определить, какое влияние оказывает процедура фракционирования заполнителя на качество смеси, можно провести несколько экспериментов, во время которых будет изготовлена смесь с определенными показателями прочности, уровнем жесткости-пластичности и расхода цемента. Обеспечить более достоверный результат поможет приготовление смеси в два этапа, для конкретного объема.

Первый этап – с помощью мерного сосуда подготавливается сухая смесь заполнителя согласно с требованиями проекта. После этого, на втором этапе, готовится концентрированное цементное тесто (суспензия) с количеством воды, которое требуется для данного состава бетона. Для данного эксперимента эталонный образец бетона был составлен в следующих пропорциях: цемент – 300 кг, песок – 567 кг, вода – 175 кг, гравий – 1300 кг. Необходимо было добиться пластичности-жесткости тестируемых образцов на уровне 3-5 см.

Полученные результаты

Использованные в эксперименте фракционные составы показали, что, каким бы не был максимум размера зерна гравия, верхняя группа (1,3,5 и 7 состав) все равно содержит до 50% зерен с минимальной фракцией, а в нижней группе (2,4,6 и 8 состав) — до 50% камня были максимального размера. Проведение эксперимента показало, какое влияние оказывает фракционирование на качество строительных смесей.

• Зерновой состав наполнителя, наряду с количеством цемента, напрямую сказывается на пластичности-жесткости полученной смеси. Если зерна слишком крупные и содержание их увеличивается, то количество цементной суспензии снижается, и уровень параметра пластичность-жесткость не имеет идеального значения.
• Существуют такие соотношения зерен, которые, имея одинаковые прочие параметры, нуждаются в разном количестве цемента (даже при небольшом содержании максимально крупных зерен). Например, для прерывистого состава расход цемента меньше. Такие факторы, как наибольший размер зерна, непрерывистый и прерывистый состав, количество самых крупных зерен, оказывают самое разное влияние на расход цемента при неизменном уровне крупного заполнителя и песка. Наибольшее влияние оказывает наличие крупной фракции, вне зависимости от прерывистости состава зерен.

Величина камня оказывает существенное влияние только при размере зерна до 160 миллиметров. Также нужно учесть, что сравнение выводов по количественному показателю имеет различный характер. Например, самый малый расход по отношению к эталонному составу был замечен у тех составов, где зерен с наибольшим размером содержалось не больше половины. Количество цемента может колебаться на 22%.

Так ли уж необходимо фракционирование щебенки?

Недооценивать фракционирование при сортировке на крупные и мелкие заполнители нельзя. С помощью данного метода можно спроектировать соотношение песка и гравия в составе будущей смеси, то есть, готовая смесь будет соответствовать запланированной. Данный метод будет работать и в дальнейшем, но только в случае, если в смесь будут добавляться фракции, которые отсутствовали изначально. При ином подходе ощутимого эффекта не добиться даже путем промывания гравия или щебня.

Прежде чем начинать фракционирование или подбирать оптимальный способ его осуществления, необходимо учесть особенности зернового состава гравия и песка. Кроме того, во избежание лишних затрат на процесс фракционирования, нужно убедиться в целесообразности таких работ и в возможности дробления камня именно на нужные фракции.

Проведенные эксперименты выявили следующие показатели: на качество смеси оказывает влияние размер и разнообразие форм песчаных и гравийных зерен. То есть, применить математический аппарат возможно лишь для тех зерен, которые имеют округлую и шарообразную форму.