Выбор и расчет щебня для бетона
Щебень – особенно гранитный, или первичный, скальный, как его иначе называют, – нужен для укрепления цементно-песчаного раствора. Его в бетоне больше, чем остальных ингредиентов вместе взятых.
Для чего нужен?
Профессиональные мастера стройки в курсе, что без песка, цемента и воды в нужных количествах изготовить бетон невозможно. Для получения разной прочности применяют отличающиеся друг от друга пропорции. И всё же добавлять иные компоненты, к примеру, глину или опилки, строжайше запрещено, если предельная прочность – одна из основных характеристик будущего строения из-за серьёзной нагрузки.
Создание особо прочного бетона предусматривает применение специальных присадок и наполнителей. Далеко не все они делают бетон лучше. Основной рецепт, по которому мешают бетон, неизменен. Изменение пропорции щебня, цемента и песка не оставит неизменной величину допустимой нагрузки на затвердевшее вскоре после заливки перекрытие.
Щебень, в отличие от гладких со всех сторон камешков, обладает неровной поверхностью – порой она достаточно изрезана во все стороны, что придаст бетону дополнительную прочность.
Это достигается за счёт существенного улучшения сцепления. Дешевизна щебня по сравнению с цементом заметна на глаз даже далёкому от строительства пользователю. Данный вид камня характеризуется значительной прочностью и плотностью.
Цементно-песчаный раствор, в который насыпали некоторое количество дроблёной скалы, демонстрирует значительно более низкую расползаемость. Вместе с последней снижается усадка залитой – и затвердевающей – конструкции. Бетон, по сравнению с цементной кладкой, обладает значительно меньшей способностью к растрескиванию. Недостаток бетона – увеличенная водопроницаемость, плотность и удельный вес кубометра затраченного стройматериала. Сыпать щебёнку бездумно в цементный раствор не рекомендуется.
Готовя, к примеру, бетон для заливки фундамента, недопустимо всыпать в него щебень крупной фракции, обладающий высокой твёрдостью. Опыт миллионов строителей, включая «самостройщиков», показывает, что фракция щебня должна быть относительно переменной. Прочность такого бетона не особо пострадает, а на цементе можно несколько сэкономить, не потеряв в характеристиках.
Также не добавляйте в состав только щебень мелкой фракции. При небольшом количестве цемента наиболее прочный состав можно получить с камнями разных размеров. Крупные камни приближают бетон к структуре стены, построенной преимущественно из них. Увеличение количества цемента – вплоть до 1/2 по отношению к песку – сделает бетон разрушаемым лишь с помощью дорожного отбойника.
Бетон, в котором содержится только щебень, сгодится для гидротехнических затворов, дамб, мостов, тоннелей, искусственных водопадов.
Пример последних – плотина Гувера, создающая дозированный поток падающей вниз воды, приводящей в движение гидротурбины электростанции.
Опоры и фундамент – наиболее часто применяющиеся в строительстве строений и зданий конструкции. Например, для возведения каркасно-монолитных высотных домов используют железобетон – фундамент, несущие опоры и перекрытия содержат арматуру, придающую зданиям дополнительную сейсмоустойчивость, а сам бетон содержит щебень, представляющий собой камни разной величины.
Мелкогравийный бетон используют для ландшафтного дизайна. Крупноразмерный щебень пригодится в дорожном строительстве, включая возведение насыпей железных дорог.
Добавляя в бетон щебень, необходимо его тщательно промыть от пыли и грязи: глина, содержащая органические включения, из-за своей пылевидной структуры значительно подпортит бетон в плане прочности. Покупая щебень, оцените его состояние по ГОСТу: посторонние включения, согласно его нормативам, не превысят 2% по массе стройматериала. Обнаружив толстый слой пыли, щебень промывают, например, в бетономешалке. Мытый щебень, как и аналогично обработанный песок, обеспечит максимальное сцепление и невосприимчивость к существенным нагрузкам за относительно короткое время.
Сколько нужно на 1 куб?
В помощь мастеру, строителю – рецепты бетона различных марок. Маркировка бетона определяется не только маркой цемента, но и его дозой в общей кубатуре. Вода и песок изменяются в дозах, исходя из величины камешков. Для частного строительства зачастую применяется следующее соотношение: ведро цемента, два ведра песка и три ведра гравия – доза 1: 2: 3 сгодится на фундамент. Соответственно, 1: 3: 3 – соотношение для менее капитальных целей, например, территория двора, куда, скажем, заезжают легковые машины, придворового тротуара (на улице, где мимо ограждения снуют прохожие).
Для пешеходных дорожек, например, в парке, используют гравий – без необходимости закатать последний в бетон.
Другой вариант – тротуарная плитка, изготовленная на основе мелкощебёночного бетонного стройматериала. Она включает в себя щебёночный отсев и полимерные присадки, повышающие её прочность (упругость на слом изделия).
Для пешеходных зон и игровых площадок, где используется твёрдое покрытие, несущественное отклонение от строгой пропорции не сыграет роковой для прочности затвердевшего бетона роли. Трещины не проявятся раньше, чем это случилось бы в естественных условиях.
Для пользователей, не желающих тратить время на самостоятельные подсчёты, действует онлайн-калькулятор на сайте любой компании, поставляющей песок, щебень, цемент и строительные смеси разного назначения.
К стандартной фракции щебёнки относят размер камешка в 2 см – эта величина наиболее востребована в дачно-загородном строительстве. Средняя плотность дроблёного камня составляет примерно 1400 кг/м3 – с учётом воздушных зазоров между камешками, учитывая небольшое расхождение камней в готовом бетоне, вес кубометра сравняется с 12 центнерами.
На заполнение образовавшейся пустоты и рассчитаны песок, цемент и не испарившаяся из толщи бетона вода, без которой затвердевший бетон быстро бы рассыпался в пыль.
Дальнейшие расчёты показали, что:
- требуется 1200 кг щебня,
- на кубометр стандартного (для некапитальных опор) бетонного слоя заливают 220 л воды;
- 250-300 кг цемента;
- более 500 кг песка.
При условии отсутствия пузырей воздуха в только что залитом бетоне заполнение пустот между камешками за счёт цементного раствора окажется максимальным. В течение последующих нескольких часов с момента окончания заливки бетона цемент реагирует с большей частью (до 90% по массе) воды, образуя каменистую массу – она и дополнит вещество щебнем, который положили в бетон.
Все материалы должны перед замесом проверяться – песок и щебень желательно промыть. Если перелить воды, бетон не обретёт требуемую прочность.
При недостатке воды он станет излишне густым, не полностью пропитается водой в процессе замеса – образуются сухие места, снижающие, подобно воздушным зазорам, прочность заливаемой конструкции.
Бетон марки М300, к примеру, требует расхода:
- 385 кг цемента марки М300;
- 1207 кг щебня;
- 504 кг песка;
- 215 л очищенной воды.
Пересчёт ведётся на объём бетона в 1 м3. Заменять песок наполнителями вроде отсева того же щебня, кирпичного и стеклянного боя, измельчённого бывшего в употреблении бетона, железа, опилок, сбитой со стен штукатурки, битых газоблоков (после сноса старых строений), крайне не рекомендуется. Песок – один из самых дешёвых стройматериалов, его не проблема заказать ровно столько машин, сколько требуется для полномасштабного строительства (или реконструкции) на конкретном объекте. Фирмы-добытчики карьерного песка работают напрямик со многими частными покупателями.
Какой лучше выбрать?
Для бетона, требующего высококачественную щебёнку, покупатель сформирует собственную выборку: в приоритете – такого же качества залитый и затвердевший бетон.
По фракции
Щебень – основа бетона, по количеству в килограммах стройматериалов на кубометр заливки. Щебёнка значительно уменьшает усадку затвердевшей основы: бетон без щебня, в котором используется, к примеру, кирпичная крошка, осядет за первые 3 года настолько, что конструкция, а с ней и сооружение, потеряет первозданную устойчивость, покосится. Щебень с фракцией менее 5 мм добавлять в бетон не рекомендуется.
Прочность застывшего бетона зависит не только от тщательного смешивания основных компонентов, но и от размера щебня. Попадающиеся среди 20-миллиметровых камешков включения дроблёнки размером в 5-10 мм не считаются серьёзным отклонением от требуемого. Секрет «разнокалиберных» камешков в том, что мелочь распределяется среди крупных камней, попадая в пустоты.
Эти пустоты не заполняются ни средними, ни более крупными в размере: неровные поверхности камешков изрезаны и неоднородны.
Тщательная укладка бетона с помощью вибротехники (утрясывание только что залитого бетона) не только выведет наружу пузырьки воздуха, но и поспособствует оседанию мелких камешков между крупными, нередко мелочь идёт «на дно».
По марке бетона
Отдельно разобравшись с щебнем, для высококачественного бетона подбирают оптимальную марку цемента. Чем она выше (по маркировочному порядковому номеру), тем более высокого качества разведётся и уложится бетон. Наиболее оптимальным составом считают портландцемент, включающий в себя до 80% силиката кальция. Чем больше этой соли, тем более послушным станет цементораствор (и бетон) при заливке и выравнивании.
Силикат кальция вносит существенный вклад в морозостойкость: для России низкие температуры в течение полугода – в среднем по всей территории страны – явление природное.
Строительство подразумевает использование цемента М500, именно он является универсальным. Использовать цемент марки М200 и М300 для несущих опор и высоконагруженного (более нескольких тонн) фундамента не рекомендуется.
Щебень вносит существенный вклад в придание затвердевшей цементосодержащей стройсмеси прочности. Частное и многоэтажное строительство подразумевает использование гальки и дроблёнки с размером камня до 40 мм.
Идеальное хранение оставшегося цемента – в пластиковой или стеклянной укупоренной таре, полностью сухой. Его срок хранения при этом может растянуться до 10 лет. Какой бы марки ни был цемент, не следует разводить его вторсырьём от прошлого строительства и ремонта, что обычно приходит в голову новичку.
Попадание пыли и грязи в бетон недопустимо.
Приготавливая бетон собственноручно, используйте «разнокалиберный» щебень. Например, чтобы построить беседку, возвести стенки для цветочной клумбы, не требуется цемент «высокой» марки: сойдёт и М100, и М200. Одноэтажные строения, включая хозпостройки во дворе, требуют марку цемента не ниже М250, но многоквартирное и малоэтажное строительство – цемент не ниже марки М400.
Тратиться на слишком «высокую» марку цемента не рекомендуется: многие строят дома не на 100, а, скажем, на 20 лет. Для стяжки (нечерновой пол) подойдёт цемент марки М250 или М300.
Источник