Щебень для бетона

Содержание:

Допустимый объем содержания вредных компонентов в заполнителе

Особенности гранитной щебенки

Особенности гравийного щебня

Особенности известняковой щебенки

Особенности вторичного щебня

Особенности шлакового щебня

Зависимость марки бетонного раствора от марки щебенки

Для чего нужно добавлять щебень в бетон?

Бетон является современным стройматериалом, для приготовления которого необходимы следующие компоненты: песок, цемент и твердый наполнитель (гравий или щебень). Щебень – это сыпучий стройматериал, получаемый при дроблении горных пород (гравия, гранита или известняка). После этого щебень делится на фракции в зависимости от величины зерен. Иногда щебень добывается карьерным способом, при этом применяется метод просеивания.

Этот материал снижает усадку и ползучесть бетона, повышает его прочность и долговечность. Форма щебня оказывает влияние на удобство заливки бетона. Например, игловатый и плоский материал будет снижать прочность бетонного раствора, повышает затраты цемента, снижает морозостойкость.

Различают щебень следующих видов:

• гранитный;
• гравийный;
• известняковый.

Также существует вторичный и шлаковый щебень. Вторичный тип производится из строительных отходов, обломков бетона, железобетона, кирпича и др. Шлаковый щебень изготавливается из шлаков, образуемых в металлургическом производстве. Но сфера его применения ограничена из-за содержания вредных компонентов.

Допустимый объем содержания вредных компонентов в заполнителе

Содержание пылевидных и глинистых частиц из изверженных и метаморфических пород в щебне и гравии не должно по массе превышать 1 %.

Есть допустимый процент для содержания вредных пород и минералов в добавочном материале:

• сульфаты (гипс, ангидрит), сульфиды и сера не более 1,0 % для мелкого заполнителя и до 1,5 % для крупного добавочного материала;
• слоистые силикаты (гидрослюда, слюда, хлорит) — не более 15 % от объема крупного заполнителя и до 2 % для мелкого заполнителя;
• аморфные виды диоксида кремния, растворяемого в щелочах (халцедон, опал, кремень) – до 50 ммоль/л;
• галоиды (галит, сильвин и др.), в том числе водорастворимые хлориды – до 0,1 %;
• пирит – не более 4 % от массы;
• гидроксиды железа, апатит, магнетит, нефелин, фосфорит – до 10 % каждого минерала;
• уголь – не более 1 % от массы;
• асбестовое волокно – до 0,25 % по массе.

В щебне не должно содержаться более 35 % зерен лещадной формы. Состав пылевидных и глинистых частиц в материале из изверженных и метаморфических пород не должен превышать 1 % по массе для любых бетонных растворов.

Особенности гранитной щебенки

Гранитный щебень может использоваться в роли заполнителя для бетонных растворов высоких марок, предназначенных для заливки аэродромных, мостовых и дорожных покрытий. При этом большое внимание уделяется перенесению значительных динамических нагрузок.
Также бетон на гранитном щебне применяется на ответственных участках (плитах перекрытий, колоннах, стенах). Материал должен гарантировать устойчивость к динамическому и статическому давлению.

Различают следующие показатели качества щебня гранитного:

• плотность к сжатию;
• фракция;
• плотность;
• лещадность.

Насыпная плотность материала – это отношение объема щебня к занимаемой им площади. Производится учет всех естественных пустот и расстояний между зернами. Это важный показатель для строительства и транспортировки. Насыпную плотность нужно отличать от простой плотности, которая является показателем стройматериала, из которого произведен щебень.

Щебень гранитный должен иметь фракции от 5 до 150 мм. Фракция менее 5 мм – это гранитный отсев, имеющий мелкие зерна. Отсев применяется в декоративном оформлении газонов, клумб, вазонов и др. В роли добавочного компонента в бетонном растворе такой щебень редко применяется. Использование такой фракции допускается при применении в роли мелкого песочного заполнителя, имеющего модуль крупности не более 2,5.

Фракция материала 5-20 мм считается мелкой. Она обеспечивает высокую надежность и долговечность фундамента, железобетонных и дорожных конструкций. Стоимость такой добавки невысокая.
Средняя фракция гранитного щебня имеет размеры зерен 20-40 мм. Ее используют как добавку к бетонному раствору при сооружении фундамента в крупных производственных объектах.
Крупный заполнитель с размерами зерен 40-70 мм предназначен для строительства фундамента массивных объектов. Более крупные размеры материала могут использоваться при возведении бутобетонного фундамента. Но такой щебень редко используется в качестве заполнителя бетона.

По техническим характеристикам, гранитный щебень является достаточно прочным материалом. Его марка находится в пределах 1200-1400, уровень морозостойкости до 400 циклов.
Лещадность материала (показатель формы зерна) невысокая и равна 15-18 %. Лещадность выражается в процентном составе зерен пластинчатой и игловидной формы от общего объема гранитного щебня.

При использовании отборного материала без изъянов, все характеристики могут повыситься. Отсутствие деформации позволяет совершенствовать структуру и выполнить более прочную монолитную конструкцию.

Особенности гравийного щебня

Добавление в бетонный раствор гравия распространено при постройке дорог, фундаментов и производстве железобетонных изделий.
По прочности гравий уступает гранитному наполнителю. По сравнению с гранитным щебнем, гравий является более доступным материалом.

Различают следующие виды гравийного щебня:

• гравий с округлыми зернами. Форма зерен получена от воздействия речной или морской воды;
• дробленый, колотый или природный щебень.
  
  Также гравийный щебень делится в зависимости от величины фракций на следующие виды:
• мелкий с размерами зерен до 10 мм;
• средний с зернами размером 10-20 мм;
• крупный – размер зерен равен не более 40 мм.

Особенности известнякового щебня

Уровень морозостойкости известнякового щебня равен около 50-100 циклов, что не позволяет применять этот стройматериал в капительном строительстве в крупных широтах.
Материал является наиболее доступным заполнителем, применяемым в строительных работах. В его состав входит кальций, поэтому материл похож на белые камни. Оттенок известнякового щебня зависит от содержащихся примесей (глины, железа или кварца).

Известняковый щебень условно можно разделить на следующие группы в соответствии с классом прочности:

• М 300-600 – преимущественно производится из известняка.
• М 600-800 является результатом переработки известняка и доломита. Он имеет высокие показатели и крупноразмерные фракции.
• М 200 практически не применяется в бетонном производстве из-за высокой стоимости щебня.

Известняковый щебень отличается экологической чистотой и высокой стойкостью к ударам, температурным перепадам.

Особенности вторичного щебня

Вторичный щебень получается при дроблении строительных отходов (асфальта, кирпича, бетона) в соответствии с ГОСТ 25137-82. Для работ применяется то же оборудование, которое применяется при изготовлении других разновидностей щебня. Вначале строительный мусор погрузчиком размещается в бункере питателя, далее дробилкой разбиваются большие куски на щебень и сортируются металлические включения.

Основным преимуществом вторичного щебня является невысокая стоимость (примерно в 2 раза меньше гранитного). По сравнению с другими типами щебня, энергозатраты на его изготовление могут быть ниже в 8 раз.

По морозостойкости, прочности и некоторым параметрам вторичный щебень уступает материалу из натурального сырья. Но такой щебень широко используется в виде крупного заполнителя для бетона, прочность которого равна 5-20 МПа; в благоустройстве территории; в дорожном хозяйстве; при укреплении слабых грунтов.

Особенности шлакового щебня

Шлаковый щебень получается при дроблении металлургических отвальных шлаков или при специальной обработке огненно-жидких шлаковых расплавов. Сейчас разработаны и используются в строительных работах разные типы бетонов, где применяются заполнители и вяжущие из металлургических шлаков. Цена продукции из шлаковых бетонов ниже на 20-30 %, по сравнению с традиционными видами. Исходя из величины зерен, щебень подразделяется на фракции: 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм и 70-120 мм. Состав зерен шлакового щебня выбирается для получения минимальных пустот. Наименьшая насыпная плотность каждой фракции равна около 1000 кг/м3. Содержание зерен лещадной (пластинчатой) и игловатой формы, для кубовидного щебня не должно превышать 15 %, улучшенного – до 25 %, обычного щебня – 35 %. Длина зерен в несколько раз больше их ширины или толщины.

Вместе с плотными отвальными шлаками для изготовления щебня применяются пористые шлаки. Они образуются из расплавов с повышенным газонасыщением, вспучиванием выделяющихся газов в виде пузырьков. Прочность такого материала равна 2,5-40 МПа, средняя плотность кусковой формы равна 400-1600 кг/м3, что позволяет использовать пористые шлаки для изготовления легкого бетона.

Зависимость марки бетонного раствора от марки щебенки

В роли главного наполнителя могут подойти любые твердые породы (известняк, гранит, керамзит, гравий, колотый кирпич или асфальт). Однако у каждого наполнителя своя прочность, что может привести к ограничениям в использовании. Например, при строительстве ответственных конструкций нельзя пользоваться битым кирпичом.

Прочность твердого накопителя соответствует его марке. Примерное соотношение марки щебня и бетона следующее:

• марка щебня М1200 подходит для бетона М400 и М500;
• щебень М1000 предназначен для бетонного раствора марки М300;
• заполнитель М800 применяется в бетоне М200;
• щебень М600 подходит для бетона М100.

Но возможны отклонения, которые могут изменяться от соотношения песка и цемента в бетоне.

В основном бетон марки М250 и ниже производится с применением гравия, а марка М300 и более – с использованием гранита. Прочность бетона не может быть выше прочности наполнителей. Для получения необходимой марки нужно сделать правильный выбор пропорций всех составляющих раствора.

Для чего нужно добавлять щебень в бетон?

Щебень составляет 80-85 % от общего объема бетона. Применение такого заполнителя снижает процессы усадки и ползучести, повышает плотность, прочность, трещинностойкость и водонепроницаемость конструкции.

Основным фактором для получения высокой прочности бетонного раствора является сокращение межзернового пространства. Для этого нужно подобрать параметры частиц щебня и песка таким образом, чтобы при уплотнении бетона пространство между большими частицами щебня были заполнены крупными частицами песка. Для качественного бетона нужно применять несколько фракций крупного заполнителя. Это обеспечивает экономию цемента при изготовлении бетона. Известно, что крупные частицы обладают меньшей удельной поверхностью (по сравнению с маленькими частицами), поэтому при использовании мелкого песка и щебня потребуется больший объем цемента для обволакивания поверхностей. Но это приводит к снижению прочности бетона.

Перед покупкой щебня для добавки в бетонный раствор, следует уточнить наличие специальных документов. На основании документации можно определить соответствие ожидаемых и необходимых показателей разновидности щебня, который будет применяться в строительных работах.