Змішуючи інгредієнти бетонних розчинів - воду, цемент, пісок, хімічні добавки - потрібно визначитися, який щебінь потрібен для бетону. Він грає не останню роль в його складі.
Характеристика і значення матеріалу Навіщо потрібен щебінь в бетоні? Ця складова розчину - сипучий матеріал у вигляді каменів неправильної форми - є великим наповнювачем, він створює каркас, що сприймає всі навантаження розчину. Завдяки йому, готовий розчин дає меншу усадку, стає більш пружним, міцним, набагато зменшується повзучість, знижується деформація вироби під навантаженням. Склад бетону дешевше з наповнювачами, оскільки цемент коштує дорожче щебеню.
Згідно з нормами вміст наповнювача з високою крупністю повинно бути від 1 до 20% маси розчину, зниженою крупності - не більше 20%. У розчині повинен бути щебінь як мінімум двох фракцій при максимальному зерні до 40 мм або трьох - при 40-70 мм. Максимальний розмір зерна повинен бути менше 2/3 самого короткого відстані між стержнями арматури, а також не більше 1/3 найменшого розміру виробу (наприклад, ширини стрічки). Цей матеріал має гострі грані, шорстку поверхню, тому добре зчіплюється з складовими розчину.
Класифікація Прийнято класифікувати щебінь для бетону по щільності, розміром, лещадністю (площина, голчасті частинки в тілі каменю), міцності на стиск, морозостійкості.
Види Щебенем часто називають гранітний матеріал, а гравієм - щебінь з природного каменю, але загальна назва обох - щебінь. Він створюється з різних порід і буває: • гранітним; • гравійним; • доломітовим (вапняним); • шлаковим; • вторинним.
Перші два використовуються для середніх і важких бетонів, решта - для легких, ніздрюватих розчинів, піно-, газобетону. Гранітний матеріал - більш міцний - створюється дробленням брил природного граніту. Камінь сортують за розміром через спеціальне вібросито. Гранітну щебінку використовують для дорожніх, аеродромних покриттів, відповідальних ділянок під великими навантаженнями, колон, стін, плит, мостів. Це найбільш міцний наповнювач, він є в міцних бетонах високих марок. Його марка 1200-1400, а рівень морозостійкості - до 400 циклів.
Що краще використовувати щебінь або гравій? Другий утворюється шляхом дроблення звичайної кам'яної природного скелі, її просіюванням. Він менш міцний, ніж щебінь з граніту. Якщо треба особливо міцний морозостійкий бетон, рекомендують саме останній. З іншого боку, у гравійного щебеню є переваги: низький радіоактивний фон, невелика ціна. Він найбільш часто використовується для приватного будівництва, фундаментів особняків, при будівництві доріг.
Проводять два види гравію: • подрібнений; • природний. Вапняковий (доломітовий) наповнювач отримують з осадових порід - вапняку. Складовими його в основному є карбонат, кальцій і подібні з'єднання. Він розкисає від води. Для серйозних конструкцій небажаний, а деякими фахівцями цей щебінь для бетону взагалі не рекомендується. Шлакові, вторинні матеріали використовуються для дуже легких бетонів, які служать теплоізоляцією.
Форма Є чотири види щебеню по геометричному виду. Визначальним є рівень вмісту форм окремих зерен в процентному співвідношенні до об'єму. За цим критерієм є такий щебінь: • кубовидний, клиновидний - 12-15%; • звичайний (гострокутний) - 18-25%; • лещадністю - 25%. Є різна ступінь лещадністю (площині) зерен. У свою чергу, матеріал буває з голчастої або пластинчастими зернами.
Кубовидний або нізколещадний бетонний щебінь найбільш часто виробляють на кар'єрах, він найміцніший. Суміш з його зерен має найщільнішу упаковку з усіх видів щебеню. Бетон з ним набагато міцніше, ніж з голчастої або пластинчастими камінчиками, так що останні збільшують в розчині відстань між частинками - відповідно, вимагають більше цементу.
Фракції За фракції є великий, середній, дрібний щебінь. Дрібний матеріал завжди дорожче, на нього витрачається більше зусиль при обробці кам'яних брил. Для будівельного бетону застосовується діапазон зерен 5-70 мм. Фракція - це максимальний розмір окремого зерна. Чим менше її номер, тим дрібніше зерна щебеню.
Категорії Одна категорія - дрібна (5-10; 5-20; 10-20 мм), дуже дрібна (2-5) і гравійна крихта (1-3). Перша - найбільш популярна, використовується для ЗБВ виробів, мостів, дорожніх покриттів, в приватному будівництві, для фундаментів. Друга - для штучного бетонного каменю, бетонних деталей декору, тонких тротуарних плиток, невеликих споруд. Гравійна крихта - теж для тротуарної плитки, наливних підлог, виробів, що не вимагають особливої міцності, виконуючих декоративну роль.
Друга категорія - середня (20-40 мм) популярна також для приватного будівництва, для промислових об'єктів. У першу чергу її використовують для фундаментів, дорожніх конструкцій, у будівництві будинків, перекриттів, несучих конструкцій, при виробництві бетонних плит, балок, для звичайних робіт в приватному будівництві.
Третя категорія - велика (40-70 мм) - застосовується для бутобетонних фундаментів, при приготуванні великої кількості розчину, для масивних конструкцій. Її, як правило, замовляють великими партіями і наперед, оскільки вона не дуже популярна і не завжди є в наявності. Четверта категорія - дуже велика фракція (100 мм) - використовується в бетоні для оформлення ставків, басейнів, водостоків, в подібних декоративних цілях, в дуже масивних бетонних спорудах.
Фракції гравію: • дрібна (до 10 мм); • середня (10-20 мм); • велика (40 мм).
Області застосування такі ж, як біля гранітного матеріалу, але при цьому враховують, що гравій набагато слабкіше його (але набагато дешевше). Його використовують для низьких марок бетону. Для конструкцій, що вимагають морозостійкості і особливої міцності рекомендують граніт, хоча гравійний щебінь - стандартна складова бетону для фундаментів приватних будинків.
Морозостійкість За цим параметром марка матеріалу визначається за кількістю циклів заморожування / відтавання. Також морозостійкість дозволяється оцінювати по циклах його опускання в сірчанокислий натрій і висушування. Для цього наповнювача існують марки по морозостійкості від F300 і вище.
Поради при виборі і використанні Всупереч поширеній думці - чим більший бетонний щебінь, тим міцніше розчин, це не завжди так, наприклад, для конструкцій, що працюють на вигин або армованих краще фракція дрібніші. Для витримують вертикальні навантаження краще крупний щебінь. Матеріал повинен бути чистим без налиплого бруду, глини, пилу, грунту, руд. Його іноді промивають на будмайданчику. Бетон повинен покривати зерна повністю з усіх боків. Щебінку беруть завжди на дві-три марки вище, ніж проектна марка розчину, оскільки бетон набирає міцності і щільності протягом півроку, року і більше, а щебінь не має цієї властивості. Таким чином, ці два показники врівноважуються.
Вибір розміру зерна Велике зерно робить розчин міцніше, дрібна - щільніше. Великі камінці сприяють утворенню пористості, що небажано, а дрібні - краще заповнюють порожнечі. Тому рекомендують їх поєднувати. Наприклад, хороша фракція 5-20, вона містить великі зерна в 20 мм і більш дрібні від 5 мм. Саме такий бетон - товарний - і добре заповнює монолітні конструкції. Для армованих фундаментів рекомендують саме такий камінь. Бетон з крупним щебенем важче трамбується, армується і розтаскується по опалубці. Для густоармованих і складних конструкцій краще взяти камінь дрібніше і досипати більше цементу. Щоб підвищити міцність суміші, якщо немає крупного щебеню, рекомендується додати більше цементу.
Застосування Для бетонних підлог і подібних виробів використовують розчин з дрібним щебенем, так як товщина підлоги невелика. Більш плоский (лещадної) камінь підвищує витрату в'яжучого матеріалу і цементу, такий розчин гірше трамбується. Для фундаментів таку щебінку краще не використовувати, вона добре підходить для відмостків.
Для фундаментів краще використовувати гранітний щебінь дрібних фракцій (5-20, 5-10) - бетон буде щільним і морозостійким. Гранітний наповнювач має високу морозостійкість, тому для нашого клімату він кращий. Для низьких температур рекомендований показник не нижче F150. Для бетону марок нижче М250 доречніше, економніше і вигідніше використовувати гравій. Від М300 - гранітний щебінь. Хорошим вибором буде гранітна щебінка 5-20. Такий розмір більш універсальний і може використовуватися і для фундаменту, і для відмостків, перекриттів.
При підвищенні щільності використовують більш дрібну фракцію, але тут потрібно врахувати, що це обійдеться дорожче, так як потрібно більше цементу і сама вона дорожча. Для здешевлення розчину можна змішувати гранітний і гравійний бетонний щебінь. При використанні крупного щебеню потрібно більше піску, щоб заповнити пустоти або поєднувати його з більш дрібним.
