Бетон — наиболее распространенный строительный материал во всем мире. Его получение становится возможным после затвердевания смеси, в состав которой входят вяжущая основа, наполнитель и вода. В некоторых случаях набор базовых компонентов может меняться для адаптации готовых изделий к условиям повышенной влажности, низких температур и значительных нагрузок на излом. Разберемся в том, какой щебень нужен для бетона, применяемого в разных отраслях.
Компоненты бетонной смеси
Бетон применяется при заливке фундаментов малоэтажных и многоквартирных домов, изготовлении железобетонных балок, плит, элементов межэтажных перекрытий, лестниц, канализационных колец, дорожных блоков. Во всех случаях базовый состав смеси остается неизменным:
- песок мелкой или крупной фракции;
- щебень с зернами до 80 мм;
- цемент соответствующей марки;
- вода.
Добавление иных компонентов выполняется при воздействии на возводимую конструкцию внешних факторов. Так, при создании небоскрёба «Бурдж-Халифа» в Дубае строители применяли присадку, снижающую скорость отверждения. Её наличие исключало слишком быстрое испарение влаги из бетонной смеси и последующее растрескивание материала на фоне высокой температуры окружающего воздуха (до 50 градусов).
Роль щебня в бетоне
Применение щебня при изготовлении бетонной смеси решает несколько инженерно-технических задач:
- обеспечение равномерного распределение компонентов в растворе;
- придание бетону оптимальной плотности;
- увеличение твердости готового изделия;
- повышение механической прочности элементов при нагрузках на излом и кручение.
Свойства базовой смеси воды, песка и цемента значительно меняются при добавлении щебня. Снижается текучесть раствора и степень усадки после испарения влаги. Это позволяет инженерам точно рассчитывать характеристики балок, блоков, фундаментов или несущих конструкций жилых и офисных зданий.
Характеристики щебня
Строительные компании и частные лица могут приобрести сыпучий материал пяти видов:
- гранитный — производится при дроблении горной породы;
- гравийный — создается в ходе переработки речного, морского или горного гравия;
- известняковый — получается из пластов известняка;
- шлаковый — изготавливается на основе металлургических шлаков;
- вторичный — продукт переработки строительных отходов (кирпича, бетона, асфальта).
Выбор определенного типа щебня для производства бетона осуществляется с учетом характеристик сыпучего материала: размера фракции, лещадности, плотности, прочности, коэффициента поглощения влаги и морозостойкости. Основные сведения об этих параметрах приведены в таблице.
| Параметр | Описание |
|---|---|
| Фракция | Определяет максимальную длину зерен. Самые мелкие частицы именуются отсевом, их размер находится в диапазоне 0,5-5 миллиметров. Малая фракция содержит элементы длиной 5-20 мм, средняя — 20-40 мм, крупная — 40-70 мм. Смесь включает зерна от 20 до 80 миллиметров. |
| Лещадность | Указывает на процент содержания в щебеночной смеси лещадных зерен, обладающих пластинчатой или игловатой формой. В щебенке первой группы их присутствие не превышает 10%, второй — 15%, третьей — 25%, четвертой — 35%. |
| Плотность | Наибольшей плотностью обладает гранитный щебень. Для фракции 20-40 миллиметров этот показатель равен 1390 килограммов на кубический метр. Минимальная плотность характерна для известнякового и вторичного щебня. Гравийный и шлаковый щебень обладают средними показателями плотности (900-1000 килограммов на кубометр). |
| Прочность | Параметр обозначается литерой М и числом, кратным 100. Высокопрочные виды имеют обозначения от М1200 и выше, прочные — М800, средней прочности — М600, слабой прочности — М300. |
| Поглощение влаги | Свидетельствует о способности материала сопротивляться проникновению жидкости во внутренние структуры. Наименьшим коэффициентом поглощения влаги обладают гранитные породы, шлаки и известняк. Гравий и продукты вторичной переработки отличаются меньшей устойчивостью к контактам с осадками или водной взвесью из атмосферного воздуха. |
| Морозостойкость | Указывает на количество циклов замораживания и размораживания, которые щебень переживает без потери физических свойств. Обозначается литерой F и цифрами, кратными 5 (пять циклов). Марка F300–400 присваивается граниту, F100-150 — гравию, F25-50 — шлакам. |
Выбор нужного вида щебня для изготовления бетона определяется типом конструкции и климатическими условиями её эксплуатации. Гранитные зерна, обладающие высокой морозостойкостью, востребованы при заливке фундаментов в регионах с низкими температурами зимой и высокими — летом (Урал, Сибирь). Смеси повышенной прочности применяются при возведении высотных зданий, плотин, стартовых комплексов на космодромах. Щебень с высокой лещадностью используется для бетонных растворов с выдающимися дренажными свойствами. Сфера их применения — создание спортивных площадок. Плотный щебень востребован при литье несущих конструкций каркасно-монолитных зданий.
Марки бетона
Маркировка бетонных растворов осуществляется литерой M, которая не тождественна своему аналогу, используемому для обозначения прочности щебня. Наибольшее распространение получили марки бетона от M100 до M500. Эта кодировка учитывает совокупные характеристики всех компонентов: песка, цемента и щебенки.
Малопрочными марками бетона остаются M100-M200. Средний класс представляют M300-350. Высокопрочные изделия производятся из смесей M400-M500. Соответствие марок бетона и используемого для их изготовления щебня приводится ниже.
| Бетон, марка | Щебень, марка |
|---|---|
| M200 | M800 |
| M300 | M1000 |
| M400-500 | M1200 |
M200
Применяется для заливки ленточных фундаментов в индивидуальном строительстве или создания бетонной подушки при возведении дорог. Допустимо изготовление бетонированных дорожек, бордюрных камней, тротуарной плитки, колодезных колец.
M300
Используется для создания фундаментов, монолитных стен, плит межэтажных перекрытий. Конструкции обладают высокой несущей способностью, применяются на аэродромах (плиты на взлетно-посадочных полосах). Пригоден для литья несущих колонн высотных зданий и опор малонагруженных мостов.
M400
Бетон данной марки адаптирован для конструкций со специфическими требованиями к прочности. Служит материалом для строительства протяженных мостов с высокой нагрузкой, банковских хранилищ, плотин и оснований ГЭС. Допустимо применение в регионах с высокой сейсмической активностью и значительными перепадами температуры и влажности в течение года.
M500
Сверхпрочный тип раствора. Обладает выдающейся морозостойкостью и низким коэффициентом поглощения влаги. Используется при прокладке туннелей метро, заливке оснований для дамб, плотин, гидротехнических сооружений и перекрытий в сверхвысоких зданиях.