Нужно ли в бетон добавлять щебень. Какая должна быть фракция щебня (гравия) для бетона М300: какой щебень лучше, размер, марка

Для изготовления бетонной смеси необходимо использовать несколько основных компонентов. В этот список входит песок, цемент, вода и заполнитель. В роли последнего чаще всего применяют щебень. Этот строительный материал представлен несколькими разновидностями, каждая из которых обладает своими характеристиками.

Для чего нужен щебень в бетоне

Щебень представляет собой сыпучий материал, который получают в результате дробления горных пород, в том числе валунов и гравия. Иными словами, под щебнем принято понимать камни неправильной формы, которые могут относиться к разным горным породам.

Разбираясь с вопросом о том, зачем в бетон добавляют щебенку, нужно подчеркнуть несколько особенностей. Этот строительный материал не всегда используют в ходе приготовления бетонной смеси, однако его включение в состав позволяет решить ряд задач:

1. Повышение прочности. Частицы щебня обладают неправильной формой, благодаря чему усиливается сцепление материалов, и снижается ползучесть.
2. Повышенная водонепроницаемость. Бетонные смеси с добавлением крупного наполнителя используют, если готовое покрытие будет часто контактировать с влагой.
3. Высокая прочность. Если в смеси будет присутствовать такой наполнитель, он возьмет на себя роль каркаса. Бетон на щебне может подвергаться повышенным нагрузкам. По этой причине данную технологию используют при возведении тоннелей, мостов, гидротехнических сооружений, фундаментов для зданий, к которым предъявляют повышенные требования.
4. Снижение затрат на строительные работы. При изготовлении раствора наполнитель частично заменяет цемент, который характеризуется более высокой ценой.

Если принято решение использовать наполнитель, следует учесть следующие нюансы:

1. Присутствие в составе нескольких фракций щебня. Если в смеси будут только крупные камни, то в процессе укладки могут возникать воздушные ямы, в связи с чем прочность снизится.
2. Максимальный размер камней зависит от особенностей конструкции. Фракция должна быть менее ⅔ , чем наименьшее расстояние между соседними арматурными прутами. Еще 1 вариант расчета базируется на ширине готового изделия — камни не должны превышать ⅓ от этого показателя.

Основные характеристики щебня

Разобравшись с тем, зачем щебень в бетоне, необходимо указать и несколько основных характеристик, от которых зависят технические показатели готовых смесей:

1. Плотность. Влияет на прочность готового изделия. Оптимальной можно назвать плотность, которая варьируется в пределах 1,4-3 гр/см3.
2. Лещадность. Под этим термином понимают плоскость камней. На основе этого показателя выделяют несколько видов щебня: кубовидный, остроугольный, пластинчатый. Максимальной прочностью обладают кубовидные зерна.
3. Прочность на сжатие. Этот показатель определяют в процессе сжатия и дробления горной породы.
4. Фракция. Характеристика входит в число основных. Под ней принято понимать размеры камней (зерен). Выделяют 3 основные категории: крупный, средний и мелкий. Зная основные характеристики и особенности, можно выбрать оптимальную фракцию щебня для , М100 и любого другого.
5. Радиоактивность. Указывается на упаковке. Она означает, какой естественный радиоактивный фон имеет строительный материал. Класс I можно использовать в любых строительных работах, в том числе и в возведении зданий. II — для строительства автотрасс.
6. Морозостойкость. С помощью такой характеристики указывают, при каких температурных режимах сохраняется прочность готового бетона. Данный показатель пишут с помощью буквы. Рядом с ней указывают цифру — это означает, сколько замораживаний и оттаиваний может выдержать щебень бетонный. Для климата Москвы и большинства других регионов России лучше выбирать материал с показателем F300.

Классификация

Сыпучий наполнитель принято разделять на несколько категорий с учетом горных пород, из которых был произведен этот материал:

• гранитный;
• гравийный;
• известняковый;
• шлаковый;
• вторичный.

Гранитный

Такой вид щебня получают в результате дробления нерудных пород, чаще всего это монолитная скала. Качество гранитного строительного материала регулирует ГОСТ 8267-93. По прочности этот материал превосходит другие разновидности наполнителя.

Можно выделить несколько категорий в зависимости о того, какой фракции щебень:

• мелкозернистая (фракция 0-5 мм и 5-10 мм);
• среднезернистая (5-20 мм и 20-40 мм);
• крупнозернистая (камни здесь достигают 40-70 мм или 70-120 мм).

В строительных работах чаще всего применяют среднюю фракцию (5-20 мм). Этот вариант считается оптимальным для прокладывания автомагистралей, строительства фундаментов, возведения железобетонных конструкций.

Гравийный

Такой сыпучий материал производят из скал. Часто для добычи используют технологию рассеивания горных пород после добычи из карьера. Качество продукции должно отвечать требованиям ГОСТ 8267-93.

Прочность этих камней ниже, чем гранитных, однако у данной разновидности есть несколько преимуществ:

• низкая цена (относительно других видов щебня);
• минимальная радиоактивность.

В зависимости от способа добычи стройматериал бывает таких типов:

• гравий для бетона- эти камни имеют речное и морское происхождение;
• дробленный — его можно получить с помощью дробления горных пород.

Фракции щебня этой разновидности могут быть следующие:

• мелкая — размер камня варьируется в пределах 3-10 мм;
• средняя — здесь представлены 2 варианта (5-20 мм и 5-40 мм);
• крупная — зерна достигают 20-40 мм.

Гравийный материал нашел применение при устройстве пешеходных дорожек, заполнении железобетонных изделий, строительстве площадок.

Известняковый

Для получения известняковой щебенки используют осадочные горные породы. Камни в данном случае представляют собой карбонат кальция. Преимуществом является минимальная стоимость.

Размеров зерна может быть несколько:

• 5-20 мм (самая мелкая фракция);
• 20-40 мм (наиболее востребованная);
• 40-70 мм.

В связи с низкой прочностью известняковый материал имеет ограниченное применение. Он подходит для строительства дорожек с небольшой нагрузкой, работ в полиграфической и стекольной промышленности, приготовления цементного раствора.

Шлаковый

Под шлаковым щебнем принято понимать камни разной величины, которые получают из шлака, использованного в производстве.

В зависимости от размера щебня выделяют:

• крупный;
• средний;
• мелкий;
• отсев.

Использовать такой наполнитель можно для приготовления . Наиболее распространенная сфера применения — теплоизоляция.

Вторичный

Вторичным щебень называют по той причине, что получают этот материал из строительного мусора, в том числе старого асфальта, кирпичей, бетона. Эта продукция должна соответствовать критериям ГОСТ 25137-82. Главное преимущество состоит в низкой стоимости.

Среди недостатков можно указать невысокую прочность и морозостойкость. Несмотря на это, вторичное сырье часто применяют для укрепления слабых грунтов и строительства дорог.

Критерии выбора

Для достижения максимальной прочности и долговечности бетона щебень нужно выбирать тщательно. Универсального варианта не существует, поэтому при подборе необходимо учитывать, для чего готовится бетон.

В первую очередь нужно проверить соответствие ГОСТ. Для этого у продавца просят сопроводительные документы на партию товара. Еще одно требование — минимальное содержание пыли, песка и других примесей. Максимальным показателем считается 2% от общей массы.

Фракция

Выбирая, какой щебень нужен для бетона, следует крайне внимательно отнестись к подбору размеров зерна. Крупные камни нужно использовать в тех конструкциях, которые должны выдерживать вертикальную нагрузку. Такой щебень принимает на себя основную нагрузку и выступает в роли каркаса.

Более мелкие фракции выбирают для армированных изделий и тех элементов, которые должны выдерживать большую нагрузку на прогиб.

Соотношение марки бетона и марки щебня

Перед тем как приобрести все составляющие для создания смеси, нужно выбрать подходящий щебень для бетона. От этого будут зависеть технические и эксплуатационные характеристики готовых изделий.

В таблице, представленной ниже, приведены варианты использования, рекомендованные производителями.

При проведении строительных работ необходимо осуществлять качественный подбор строительных материалов. Важно разбираться в их классификации и способах производства. Для изготовления бетона и железобетонных изделий основным компонентом является щебень.

Разновидности

Щебень - нерудный материал, который получают путем дробления больших кусков твердых горных пород. Добыча происходит в карьерах и часто с помощью взрывных работ.

Классификация

• известняковый (доломитовый);
• гравийный;
• гранитный;
• вторичный.

Применяется в качестве

• заполнителя при производстве бетона;
• для строительства автомобильных и железных дорог;
• для ландшафтного дизайна;
• в декоративных целях.

Важно отличать этот строительный материал от гравия. Гравий - фрагменты горной породы, образовавшиеся в естественных условиях в результате выветривания. Он имеет окатанную форму. В отличие от него щебень производят искусственно, путем дробления и он имеет относительно острые края.

• Гранитный . Самый дорогой, поскольку наиболее стойкий к воздействию условий внешней среды и устойчив к нагрузкам. Его применяют для получения особо твердых бетонов.
• Гравийный . Добывают в карьерах или со дна водоемов (песчано-гравийная смесь). Этот вид обладает меньшей ценой, но уступает гранитному по качеству. Щебень, добытый в результате дробления гравия из карьера предпочтительней, добытому со дна водоема. Это обусловлено тем, что его поверхность более шероховата, чем у добытого со дна. Это улучшает сцепление с песчано-цементным раствором. В строительстве малоэтажных зданий и в дачном строительстве допускается использование гравийного щебеня .
• Известняковый (доломитовый). Добывают путем дробления осадочных пород (известняков). Он обладает относительно низкой прочностью. Этот вид используют при создании железобетонных изделий с небольшой нагрузкой. Главное преимущество - низкая цена.
• Вторичный - получают путем дробления утилизированных бетонных изделий.

Известняковый щебень подвержен негативному воздействию воды - растворению (особенно в кислой среде).

Вторичный вид обладает низкой ценой, но и самым низким качеством. Не рекомендуется использование этого вида строительных материалов в ответственных конструкциях.

Важной характеристикой этого строительного материала является лещадность - это показатель формы зерен (плоская или игольчатая).

Прочность бетонного изделия напрямую зависит от прочности применяемого щебня.

Классификация по маркам прочности

• для бетона марки М400-500 используют щебень марки 1200;
• для М300 - 1000;
• для М200 - 800;
• для М100 - 600.

Принцип подбора размеров фракции щебня

• 0-5 мм - побочный продукт дробления горных пород, используют при отсыпке дорожек;
• 5-10 мм - используют для бетонных изделий совместно с более крупным наполнителем;
• 5-20 мм - самый популярный, применяют при создании железобетонных изделий;
• 20-40 мм - средняя фракция;
• 25-60 мм - используют при создании оснований железнодорожных путей;
• 40-70 мм - для больших бетонных конструкций;
• -70-120 мм - бутовый камень, используют в строительстве фундаментов.

Невозможно создать крепкий бетон, используя плохой щебень.

Нельзя использовать щебень с одинаковыми размерами фракции. Так как это может создать пустоты в бетоне, что понизит его качество и устойчивость. При создании ответственных железобетонных конструкций используют смесь щебня размеров 5-10 мм и 10-20 мм.

Справка! Фракция 5-20 мм считается универсальной.

Заливка бетона с использованием такой фракции стоит дороже, но его качество выше. Он будет более долговечным. Такой щебень подходит для заливки: фундаментов, плит, перекрытий. Для бетонных садовых дорожек применяются любые фракции. Для заливки полов и отмостки применяют щебень небольшой фракции, поскольку толщина слоя бетона небольшая.

Этот строительный материал важный компонент для производства бетона. Неправильно подобранная фракция этого строительного материала может привести к созданию некачественного железно-бетонного изделия.

Состав бетона - как подобрать состав бетона?

тендерная площадка товарного бетона

Компания Ленбетон – это первая тендерная площадка по продаже бетона в Санкт-Петербурге. Наша Компания была создана группой профессионалов с большим опытом в строительной сфере. Мы считаем, что данный формат работы с клиентом это оптимальная и честная схема партнерских взаимоотношений.

В классическом варианте в состав бетона входят такие составляющие как связующее, вода и наполнители. Сегодня строительная индустрия дополняет его еще и различными пластификаторами, гидрофобизаторами и прочими добавками, которые позволяют производить строительные работы в межсезонье, а так же повышают технические характеристики этого материала.

ГОСТ и бетон

ГОСТ строго определяет пропорции в составе бетонов и в зависимости от этого делит этот стройматериал на виды. Соотношение компонентов зависит от марки используемого цемента, влажности песка, и фракций наполнителя. Наиболее распространенная марка бетона – 200. Эта марка бетона состав имеет следующий: цемент М400 – 1 часть, вода – 3 части наполнитель – 5 частей. Поскольку в бетоне главными связующими есть вода и цемент, то прежде чем купить бетон, необходимо разобраться с таким техническим показателем, как В/Ц (водоцементный модуль иливодоцементное соотношение)

Прочность бетона имеет обратно пропорциональную зависимость с В/Ц – чем меньше этот показатель, тем прочнее стройматериал. Для бетона достаточно, что бы В/Ц равнялся 0,2, но такой бетон не будет достаточно пластичен, поэтому подбирая бетон, остановитесь на водоцементном соотношении 0,3-0,5.

ГОСТ регламентирует бетоны по:

• назначению – для ПГС, а так же специальные (декоративные, гидротехнические, дорожные, жаростойкие и др.);
• виду вяжущего материала – тощие, жирные, товарные;
• типу заполнителя - здесь они аналогичны;
• структуре - крупнопористые, ячеистые, плотные и поризованные;
• условиям твердения – в естественных или специальных условиях;
• объемной массе – легкие, особо легкие, облегченные, тяжелые и особо тяжелые;

Зачем в бетоне щебень?

Чаще всего заполнителем в бетонах выступает щебень. В зависимости от размеров полученных в результате дробления гранита он градируется от мелко- до крупнофракционного. Однако потребители чаще всего не осведомлены, что не только величина размеров частиц регламентируется СНиП. Важным показателем есть еще и содержание в единице объема зерен игловатой и пластинчатой форм. Именно форма зерна определяет группы щебня:

• кубовидная – 12-15%;
• обычная -18-25%;
• лещадная - свыше 25%.

Здесь процент определяет отношение массы зерен данной поверхности к массе единицы объема (плотности). Щебень необходимо добавлять в бетон не только для экономии цемента. Главным образом это делается для лучшего сцепления раствора, поскольку шероховатая поверхность частиц щебня и остроугольная их форма способствуют скреплению всех составляющих бетона.

Зачем в бетоне арматура?

Даже при малой нагрузке конструкции из бетона разрушаются. А стальной стержень на растяжение работает в 100-200 раз лучше. Поэтому чтобы вся бетонная конструкция работала как единое целое, в бетон вводят один или несколько арматурных прутков. Далее под действием вибропрессования из бетона практически полностью удаляются воздушные раковины, и при этом между стальными прутками и бетоном возрастает сила сцепления.

В результате увеличивается прочность на изгиб, сжатие и растяжение, так же крайне низка температурная деформации бетонной конструкции. В зависимости от диаметра и профиля сечения (с лунообразными выступами или без них) арматуру делят на классы от А-1 до Ат-7. И если класс А-1 используют в ненапрягаемых конструкциях чаще как монтажный элемент для сварки сеток, то Ат (выплавленную из термически уплотненных сталей), используют при монтаже бетонных конструкций, работающих в агрессивных средах.

Какой бы класс арматуры или других закладных не использовался в бетоне, этот стройматериал экономичен, пожаростоек, технологичен, а так же обладает значительными показателями биологической и химической стойкости, морозостоек.

Зачем в бетон добавляют аммиак?

Если требуется бетон купить с доставкой, то очень важно изучить сертификационные документы на этот материал. Поскольку недобросовестные производители для ускорения процесса затвердевания добавляют в бетон различные смеси с высоким содержанием азотнокислого кальция.

И хотя в их составе имеется небольшое содержание аммонийных солей, которые препятствуют образованию комочков нитрата кальция, в результате взаимодействия выделяется аммиачный газ. Причем, чем больше аммонийных солей добавлено в бетон, тем более ярко выражен запах аммиака.

Проживание или работа в таких помещениях может обернуться необратимыми последствиям для здоровья, поэтому подбор состава бетона состоит не только в знании марки этого стройматериала, но и в тщательном изучении репутации производителя, и серьезному ознакомлению с сертификатом на требуемую продукцию.

Железобетон: подарок стройиндустрии от ботаника

В 1867 году французский садовод Монье открыл и запатентовал железобетон. При изготовлении цементных горшков для растений он случайно добавил туда кусочки металла, и удивился монолитности и долговечности данных изделий.

Сегодня железобетон – важнейший стройматериал, который представляет собой композиционный материал, в который входит бетон и сталь. Дело в том, что сам бетон прекрасно работает на сжатие, а сталь, как известно, на растяжение. Объединение этих материалов в единое целое позволят достичь высоких показателей прочности, выносливости, сейсмоустойчивости, усталостного разрушения и многих других.

Заказ звонка менеджера Ленбетон

tpbeton.ru

Щебень как необходимый элемент бетонного раствора

27.10.2014 Наполнители для бетона бывают разнообразные. В их числе зачастую лидирует щебень. Рассмотрим эту ситуацию подробнее. Камень, из которого изготавливают бетон, имеет свою прочность. Эта прочность по сравнению с прочностью готового цемента будет гораздо выше. И казалось бы, это замечательно, ведь работы выполненные с таким бетоном жили бы многие столетия, как горы, но тут есть свой крупный нюанс. Создавать постройки из таких огромных каменных блоков было бы весьма неудобно, трудоемко и практически не возможно, потому человечество изобрело бетон, а собственно для бетона уже наполнения. Щебень, выступающий в роли наполнителя, исполняет свои функции на высоте. Его еще называют крупным заполнителем, мелкий заполнитель это песок. От качества производимого щебня на прямую будет зависеть качество готового бетона. Потому заполнитель, следует почитать информацию о нем, о размере и его производителе. Так зачем бетону нужен щебень? Сам по себе бетон невозможно использовать без наполнителя, так как его объемная усадка не позволила бы залить раствор и сохранить при этом форму. Без наполнителя бетону нельзя бы было придать форму, он бы просто растекался при твердении. Чтобы этого не случилось при работе с бетоном, используют наполнители, такие как щебень и песок. Щебень относят к крупному наполнителю, песок к мелкому. Чем большая требуется работа в толщине слоя залитого бетона, тем естественно толще подбирается наполнитель. Объемность наполнителя так же часто называют фракцией. Без специального наполнителя, такого как щебень, прочность бетона невозможно было бы зафиксировать. Щебень улучшает общую прочность раствора, из которого потом производят требуемую работу. Щебень тоже имеет собственную прочность. Она на прямую зависит от породы камня используемого при изготовлении этого продукта. Если вопрос работы с качественным бетоном сейчас стоит у вас на главном месте, не покупайте щебень, не обдумав и не прочитав о его характеристиках. Мы уже успели рассказать вам, зачем в бетоне щебень, теперь расскажем немного о его производстве. Практически любой колотый камень будь то песчаник, гранитные породы или известняк могут стать готовым наполнителем для бетона. Так, в зависимости от используемой породы камня щебень имеет ряд характеристик, по которым можно определить его прочность, форму, размер зерен, и количество содержащихся примесей. Щебень для бетона обычно телят на три категории: 1. Гранитный щебень (это щебень, при производстве которого использовался преимущественно гранит) 2. Известковый щебень (который приобретают в результате дробления известняка) 3. Гравийный щебень (продукт, получаемый при дроблении скал или просеиваемый в гранитной породе) Сама категория щебня тоже может отличаться согласно радиоактивности и размерам зерен.

Не стоит бояться впервые, использовать такие материалы. Этот вид работ максимально распространен, и просто внимательно сделав раствор придерживаясь нужных норм, результат вас, несомненно, удовлетворит.

Возврат к списку

beton-spb.ru

Ода бетону

« Назад

09.09.2012 21:03

ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ О БЕТОНЕ.

«Век живи - век учись» - (поговорка).

«Я знаю, что ничего не знаю» (древнегреческий мыслитель Сократ).

Эти эпиграфы предназначены для тех строителей и заказчиков, которые решили, что они все знают о бетоне, так как не первый год работают на стройке. Кроме того, в российском обществе существует стереотип, что строитель – это самая простая профессия, а уж бетонщик – это самая простая из всех строительных специальностей. Специалисты компании «Кредо» не будут вступать в спор с теми, кто так считает. Но и не могут равнодушно наблюдать за тем, как порой безграмотно строители и нестроители обращаются с бетоном. И своей безграмотностью не только портят качественный и дорогой материал, чем наносят прямой ущерб заказчику или себе, но и дискредитируют добросовестного производителя бетона, внушая заказчику, что бетон был некачественным.

Для удобства читателя статья будет построена в виде вопросов и ответов. При этом большинство вопросов были продиктованы практикой.

Что такое бетон?

Казалось бы простой вопрос. Но немногие могут дать на него правильный ответ. Бетон – это искусственный каменный материал. В нем используются лучшие свойства камня – его прочность. Но почему нельзя использовать просто камень? Потому что это очень трудоемко и дорого, а иногда просто невозможно придать камню нужную форму или размер. Например, бывают каменные (гранитные) бордюры и бывают бетонные бордюры. Каждому понятно, что бетонный бордюр дешевле. Легче придать бетону нужную форму, чем обработать гранит. Ну и трудно представить междуэтажное перекрытие, выполненное из камня. Разве только сводчатые перекрытия из камня на небольших пролетах. Или совсем уже трудно встретить камень длиной 12 метров и более. А железо-бетонные балки такой длины мы видим почти на каждом мосту. Кроме того, как камень, так и бетон плохо воспринимают растягивающие нагрузки. Но если в бетон вставить арматуру, то тогда растягивающие усилия на бетон будет воспринимать арматура, расположенная внутри бетона. Всем понятно, что вставить арматуру внутрь камня и приклеить её к нему также очень трудоемко и дорого.

Что входит в состав бетона?

В состав бетона входит три основных компонента – вяжущее вещество, вода и заполнитель. Для краткости вяжущее вещество мы будем называть просто «вяжущее». Мы будем говорить о самом распространенном строительном бетоне – цементном бетоне. Из самого названия понятно, что в качестве вяжущего в цементном бетоне применяется цемент. Для краткости цементный бетон мы будем называть просто «бетон». Существует много видов цемента. Мы не будет рассматривать его разновидности. Это тема для отдельного изучения и более интересна для производителей бетона и других специалистов. Основными видами заполнителей являются щебень, гравий и песок. Щебень отличается от гравия тем, что это дробленый материал. В нашей местности чаще всего – это продукт дробления того же гравия, но прошедший разделение по фракциям, т. е. по крупности. Бетон из гравия немного дешевле, так как гравий дешевле щебня. Из гравия изготавливаются бетоны до определенных марок. Основными характеристиками щебня и гравия являются крупность и прочность. Песок бывает крупнозернистым и мелкозернистым. Заполнители должны быть подобраны в строго определенной пропорции. Упрощенно можно представить, что пустоты между частицами щебня или гравия должен заполнить песок, а пустоты между частицами песка должен заполнить цемент. Совершенно правильно поступают строители, когда для приготовления бетона на объекте приобретают готовую гравийно- или щебнепесчанную смесь (ГПС или ЩПС). При изготовлении их в заводских условиях соотношение щебень-песок или гравий-песок оптимально.

Какие качества должен иметь бетон?

Основной физической характеристикой бетона является его прочность. Она измеряется специальными приборами, когда бетон достигает возраста 28 суток. Прочность измеряется в единицах давления. Наиболее понятной и привычной для большинства людей является единица измерения прочности в килограммах на квадратный сантиметр (кг/см2). Например, прочность 100 кг\см2 означает, что бетон разрушается при воздействии на него давления в 100 кг/см2. Ранее, да и нередко сейчас, эта прочность означала марку бетона. Например, 100 кг/см2 – означало М100 и т. д. По новому ГОСТу введено понятие «класс бетона», которое учитывает не только прочность, но и некоторые другие характеристики. Но мы в этой статье для простоты приравняем понятие «марка бетона» и «класс бетона». Например марка бетона М100 классу бетона В7,5. Существуют специальные таблицы соответствия марки и класса бетона. Многие производители для удобства покупателей в прейскурантах указывают и марку, и класс бетона. Например: бетон В 7,5 (М100). Кроме прочности у бетона имеются и другие физические характеристики. Например, водонепроницаемость, морозостойкость и другие. Названия характеристик говорят сами за себя. Морозостойкость – означает количество попеременных замораживаний и оттаиваний, которое выдерживает бетон, не разрушаясь. Водонепроницаемость – это способность бетона препятствовать проникновению через него воды. Морозостойкость и водонепроницаемость тесно связаны друг с другом.

Что такое цемент и для чего он нужен в бетоне?

Первое упоминание о цементе появилось сравнительно не так давно – в 1844 году. Хотя в том или ином виде (например, вулканический пепел) цемент известен с древних времен. Упрощенно производство цемента можно представить так. Измельченная скальная порода особого состава (мергель) обжигается в печи. В процессе обжига из мергеля удаляется химически соединенная вода. В результате образуется клинкер. Его измельчают в особых шаровых мельницах до состояния порошка. Этот порошок и есть цемент. При добавлении к цементу строго определенного количества воды он вновь превращается в камень.

Для чего нужны в бетоне щебень и песок?

Действительно, ведь при добавлении воды цемент и так превратится в камень. Ответ: делать искусственный камень только из цемента и дорого, и сложно. Кроме того, сам цемент дает большую усадку. Поэтому в бетон добавляют заполнители: щебень или гравий и песок.

Что будет, если в бетон положить произвольное количество заполнителей?

Будет бетон. Но уже не того качества, какого хотел добиться от него изготовитель. Если положить лишнее количество щебня, то в бетоне будут незаполненные песком и цементом пустоты. Соответственно, прочности нужной не получится. Если песка будет больше нормы, то содержащегося в бетоне цемента не хватит, чтобы «обмазать» каждую песчинку, и песчинки не приклеятся друг к другу. Соответственно опять пострадает прочность. Можно с запасом, т. е. с избытком насыпать цемента. Но тогда пострадает экономика. Это будет очень дорогой бетон. Пропорции составляющих в бетоне подбирают специалисты лабораторным путем. Эти пропорции так и называются «подборы».

Сколько воды нужно добавлять в бетон?

Количество воды определяется также лабораторным путем. Для того, чтобы цемент превратился в камень, достаточно всего 13% воды от веса цемента. Но фактически при производстве бетона добавляют большее количество. Отношение количества воды к количеству цемента по весу так и называются водоцементное отношение (ВЦ). На практике оно колеблется от 0,3 до 0,4. Если ВЦ сделать меньше, с бетоном невозможно будет работать вручную. Он будет очень жестким, густым, сухим. Его невозможно будет уложить в конструкцию. Такой бетон применяют в основном при вибропрессовании, например, при изготовлении тротуарной плитки или бордюров. Но с увеличением количества воды ухудшается качество бетона: его прочность, водонепроницаемость, морозостойкость. Что же делать? Чтобы снизить количество воды в бетоне и при этом обеспечить такие качества, как удобоукладываемость, применяют химические добавки под названием «пластификаторы» и «суперпластификаторы».

Как измеряется удобоукладываемость?

Показатель бетона, отражающий его удобоукладываемость, называется «подвижность». Ранее также можно было встретить термин «пластичность». Измеряется подвижность специальными приборами и обозначается так: П1, П2 и т. д.

Можно ли сделать подборы состава бетона, единые для всей страны?

Нет, потому что в каждой местности имеются разной породы и качества щебень, гравий, песок, вода, цемент. И все подборы бетона делаются для каждого конкретного случая. Меняется качество материалов, необходимо менять подборы.

Почему происходит размораживание бетона?

Характеристика, отражающая устойчивость бетона к поочередному замораживанию и оттаиванию, называется «морозостойкость». Измеряется морозостойкость количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания, в результате которых бетон начинает разрушаться. Обозначается морозостойкость так: F150, F200 и т. д.. Это означает, что бетон выдерживает 150 циклов попеременного замораживания и оттаивания, а затем может разрушиться. Чем больше воды в бетоне, тем меньше его морозостойкость. Поэтому вибропрессованная тротуарная плитка имеет большую морозостойкость. Чем хуже гравий, щебень или песок (грязный, непрочный, неморозостойкий), тем морозостойкость бетона меньше. Многие наблюдали, как размораживается бетон из грязного местного речного гравия.

Почему нельзя добавлять воду в готовый бетон, который привез поставщик?

При заказе бетона покупатель кроме класса бетона должен указывать его подвижность. Производитель, руководствуясь экономическими соображениями, изготавливает бетон с заказанными характеристиками с минимальным резервом прочности. Поэтому, когда бетон прибывает на объект, в нем все составляющие находятся в том соотношении и количестве, которое необходимо для данного класса бетона, в том числе вода. Добавляя дополнительную воду, строители увеличивают ВЦ и тем самым снижают заказанные и оплаченные характеристики. Иными словами, покупатель оплачивает высокий класс бетона, а в конструкцию он попадает с заниженными характеристиками. Вывод: добавлять воду на стройке в привезенный бетон нельзя. Иногда по разным причинам, все-таки, такая необходимость возникает. Например, строители не успели подготовить опалубку или по иным причинам. Бетон загустел. Тогда покупателю необходимо обратиться к поставщику бетона за консультацией. И технолог поставщика (а у добросовестного производителя должен быть такой специалист) подскажет, как нужно поступить. Обратиться надо к технологу именно того поставщика, у которого Вы купили бетон. Именно он знает, какие компоненты применены при изготовлении данного бетона и как необходимо поступить, чтобы сохранить качества бетона.

Нужно ли ухаживать за бетоном?

Качественный уход за бетоном не менее важен, чем его качественное изготовление. Некоторые заказчики и строители заблуждаются, полагая, что, если бетон качественный, то его ничем не испортить. О добавлении воды уже написано выше. Теперь поговорим о сохранении той воды (или влаги), которая уже присутствует в бетоне. Как уже было указано для того, чтобы бетон превратился в камень, необходима вода. Если строители не обеспечат сохранение воды в уложенном в конструкцию бетоне, то он не будет иметь ту прочность, которая заказана. Что для этого необходимо делать? Бетон нужно накрывать. Особенно в солнечную или ветреную погоду. Ветер зачастую приносит больше вреда, чем солнце. При испарении воды из бетона в нем окажется недостаточно ее для набора бетоном прочности. Бетон «пересохнет» и уже никогда не наберет той прочности, которая планировалась. При интенсивном испарении воды бетон трескается, так как происходит резкая усадка его. После растрескивания бетона из него через трещины еще интенсивнее испаряется вода. В дальнейшем при эксплуатации в трещины может попадать вода, и бетон будет размораживаться. Через трещины в бетоне к арматуре попадает вода и воздух, и она ржавеет и разрушается. Нельзя наблюдать и ждать, начнет ли трескаться бетон. Если начнет, то процесс уже остановить невозможно. Необходимо накрывать бетон сразу после укладки, как только с его поверхности исчезнет пленка воды, мы называем это состояние бетона словом «протряхнет». В разное время года при разной погоде это время может составлять от нескольких минут до нескольких часов. Здесь очень важен опыт, квалификация и сноровка бетонщиков. Ошибку совершают те, кто накрывание бетона заменяет поливкой его водой. Во-первых, вымывается цемент с поверхности бетона, во-вторых, верхний слой бетон переувлажняется (увеличивается ВЦ). Следствие – бетон будет «сыпаться», шелушиться. Чем нужно накрывать? Любым паронепроницаемым материалом. Например, полиэтиленовая пленка. Но процесс накрывания очень трудоемкий. Необходимо накрывать бетон так, чтобы, по возможности, не нарушить его поверхность. Пленку нужно закреплять, чтобы ее не сдуло ветром. Необходимо постоянно контролировать положение пленки. Особенно трудоемко это на больших площадях, например, на перекрытиях, дорожных покрытиях и т. п. Какой же выход? Очень простой. Сейчас многие производители добавок для бетона выпускают средства для ухода за бетоном. Это жидкие материалы, которые наносятся на поверхность бетона, как только он протряхнет, обычным строительным или садовым распылителем (опрыскивателем). Чаще всего это жидкость, которая имеет цвет и консистенцию молока. После нанесения на бетон жидкость подсыхает и превращается в пленку. Эти материалы так и называются «пленкообразующие материалы». Вот эта пленка и позволяет сохранить воду в бетоне и на солнце, и на ветру. Как вы понимаете, ее не сдувает ветер. На первый взгляд кажется, что применение этого материала дорого. Но это на первый взгляд. Если посчитать стоимость полиэтиленовой пленки, трудоемкость ее укладки, сохранения, уборки, хранения, учесть нарушенную поверхность бетона или стоимость воды, работы по ее разбрызгиванию, ущерб от воды, то станет понятно, что применение пленкообразующих материалов выгодно. В дальнейшем эта пленка испаряется и на бетон можно наносить любые отделочные материалы, включая плитку, без дополнительной подготовки. Добросовестные производители бетона часто сами продают эти материалы. Чаще всего они делают это не с целью заработать, а с целью помочь строителям и тем самым сохранить свою деловую репутацию, так как бетон будет лучше сохранен и у заказчика не возникнет претензий.

Часто бетон теряет влагу из-за того, что его укладывают на неподготовленное основание или опалубку. Иногда основанием для бетона является щебень или песок. Если этот материал сухой, то он способен впитать большое количество воды. Например, щебень из геленджикских карьеров впитывает очень большое количество воды. После укладки бетона влага из бетона в зоне контакта его с основанием интенсивно впитывается в материал основания. В результате бетон быстро обезвоживается и растрескивается на глазах у изумленных строителей, которым ничего не остается делать, как только винить производителя бетона и замазывать трещины, что уже ничего не может изменить. Никакой полив водой и накрывание уже не поможет, ведь усадочные трещины образуются снизу бетона. То же происходит при контакте бетона с сухой деревянной опалубкой. Какой выход? Основание для бетона необходимо увлажнять «до отказа», т. е. до тех пор, пока оно перестанет впитывать воду, избегая при этом образования луж на основании. Обманывают себя и заказчика те строители, которые слегка побрызгают водой на основание, например, из миксера. Этого не достаточно. Опалубку необходимо смазывать специальными материалами, например, эмульсолом, отработкой. Это делается не только для того, чтобы к опалубке не прилипал бетон, но и чтобы не впитывалась влага. Если нет эмульсола или отработки, то необходимо сильно увлажнить опалубку, опять же избегая луж на горизонтальных поверхностях. Исключение составляет опалубка из ламинированной фанеры или металла. В ней вода никуда не девается.

Еще один враг бетона – мороз. Для того, чтобы бетон стал камнем, необходима положительная температура. В лабораторных условиях поддерживается температура в районе 20 градусов по Цельсию. Именно при таких условиях считается, что бетон наберет свою проектную прочность через 28 суток. Чем выше температура, тем быстрее бетон наберет прочность. При этом нельзя забывать о необходимости сохранения в бетоне влаги. Но быстрое повышение температуры при нагреве бетона тоже вредно. Возникают внутренние (не заметные глазу) напряжения и разрушения в бетоне. Это важно знать не только тем, кто применяет прогрев бетона. При твердении бетона происходит химическая реакция с выделением тепла. При небольших конструкциях это только на пользу бетону. При очень больших, массивных конструкциях (чаще всего при промышленном строительстве, например, мощные фундаменты) бетон так сильно нагревается, что необходимо его охлаждать, например, поливая водой. Иногда внутри бетона прокладывают специальные трубы, по ним прокачивают воду и тем самым охлаждают его.

Итак, бетон надо сохранять от низких температур. Этого добиваются накрыванием бетона пленками, рогожами, снегом и т.п. или прогревают его. Бетон должен прибывать на объект с температурой не ниже 5 град. по Цельсию. Чтобы предохранить бетон от замерзания до того, как его укроют или начнут прогревать, при его изготовлении применяют специальные противоморозные добавки. Они рассчитаны на разные температуры: -5,-10,-15 град. и т. д. и существенно увеличивают стоимость бетона. Но эти добавки предохраняют бетон от замерзания только в процессе производства работ. В дальнейшем, чтобы бетон затвердел, ему нужна положительная температура, т.е. необходимо либо укрывание и сохранение таким образом того тепла, которое бетон выделяет при твердении, либо его подогрев.

В этой статье мы коснулись лишь тех правил, несоблюдение которых строителями может нанести урон деловой репутации производителя бетона и ущерб заказчикам. На самом деле наука о бетоне – это серьезная дисциплина, которая постоянно развивается и требует длительного изучения. Практикующим строителям необходимо владеть гораздо меньшим объемом знаний о бетоне и правилах его применения, чем владеет наука, но значительно большим объемом сведений, чем изложено в этой статье. Цель авторов статьи заключалась в том, чтобы вызвать интерес у той части строителей и заказчиков, которые не владеют даже теми сведениями, которые изложены в этой статье, и побудить их к самостоятельному изучению секретов профессии бетонщика. Для тех, кто все изложенное и так знает, авторам остается указать только на два момента: 1. повторение – мать учения; 2. ничего не стоит на месте, все развивается и строительная наука в том числе.

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:

Бетон	Щебень
100	600
200	800
300	1000
400-500	1200