Песчаный карьер
Искусственный песок
Речной песок
Карьерный песок
Песок крупный, модуль крупности 2,5-3,0
Песок тонкий, модуль крупности 0,7-1,0
Щебень
гранитный щебень 5-20
Гравий
Известняковый щебень
Вторичный щебень
Шлаковый щебень
мытый бетон
щебень 25-60 мм
бут

Заполнители: песок, щебень, гравий.

    Твердые заполнители в бетоне занимают до 80% объема и уменьшают расход дорогостоящего цемента. Также твердые заполнители уменьшают усадку цементного камня при твердении. Без достаточного количества заполнителей цемент даст такую усадку, что бетонное изделие покроется трещинами. Твердые заполнители бетона могут быть фракционные (близких вариантов размеров зерна – например 5-10 мм) или рядовым – содержащим зерна различных размеров. Для бетона лучше использовать рядовой непрерывный заполнитель – когда в бетоне присутствует непрерывный ряд зерен различного размера. Такой бетон меньше склонен к расслоению, чем бетон с заполнителем, в котором отсутствует зерна какой либо фракции. Однако на практике подбора зернового состава заполнителя не производится в связи с трудоемкостью процесса. На практике используют смесь песка и щебня, так, чтобы песок заполнил собой пустоты между щебнем и увеличил плотность бетона. 

Мелкий заполнитель. Песок.

   Песок - это осадочная горная порода, а также искусственный материал, состоящий из зёрен горных пород. Очень часто состоит из почти чистого минерала кварца. Песок бывает природным и искуственным.

   Искуственный песок - это тяжёлая рыхлая смесь зёрен, получаемая в результате дробления твёрдых и плотных горных пород - мрамора, шлака, гранита, известняка, туфа и т.д. Большую его часть составляет диоксид кремния. В данном случае слово "искусственный" не означает, что песок химический или ненатуральный, просто получен такой песок не естественным путём, а с использованием дробильной техники. Форма зёрен у такого песка остроугольная, а поверхность очень шероховатая. В мире, как ни странно, существует нехватка природного песка из-за большого спроса в растущей строительной области. Один из простых и дешёвых способов получения заменителя природного песка - это дробление природного камня для получения искусственного песка  желаемого размера и класса, который будет свободен от всех примесей. Искусственный песок, в силу шероховатости поверхности, особенно подходит для подготовки высокопрочного бетона, кроме того, применяют искусственный песок и для приготовления декоративных растворов, для пескоструйных работ, для создания фактурных слоев наружных панелей, для чего такой песок подкрашивают. Замена природного песка искусственным может быть оправдана по двум причинам: во-первых, высокая экологическая нагрузка карьеров, в которых добывают песок; во-вторых, нестабильность зернового состава природного песка, окатанная форма песчинок, превышенное содержание крупных или глинистых фракций.  

    Природный песок - это рыхлая смесь зёрен размером 0,1-5мм, образованная в результате естественного разрушения твёрдых горных пород. Форма зёрен у этого песка более округлая, а поверхность гладкая. В продаже можно встретить несколько видов природного песка:

  • Речной песок - судя по названию, добывается из русла рек. Отличается высокой степенью очистки и отсутствием посторонних включений, глинистых примесей и камней. Привеняют его в основном для: бетонного производства, кладочных работ и цементной стяжки, приготовления асфальтобетонных смесей и укладки дорог, при устройстве дренажа, в качестве наполнителя для затирок и красителей;

  • Морской песок

  • Горный (овражный) песок

  • Карьерный сеяный песок - это добытый в карьере просеянный песок, очищенный от камней и больших фракций. Этот песок может включать в себя различные примеси, такие как камни, земля, глина. Его используют в дорожных работах, для подсыпки под фундамент.

  • Карьерный мытый песок - это песок, добытый в карьере путём промывки большим количеством воды, в результате чего из него вымывается глина и пылевидные частицы. Такой песок широко применяется при производстве раствора для кладки, штукатурных и фундаментных работ, а также в приготовлении асфальтобетонных смесей;

  • Карьерный песок - это песок, добытый в карьере и не прошедший последующей его обработки. В этом песке, как правило, присутствуют комки глины, а также большое количество пылистых и глинистых частиц. Его цена существенно ниже строительного песка. Например, карьерный сеяный песок дороже в 2 раза, а мытый - в 3 раза.

     Речные и морские пески имеют округлую форму зерен; горные содержат остроугольные зерна, что обеспечивает их лучшее сцепление с бетоном. Однако горные пески обычно больше загрязнены вредными примесями, чем речные и морские. Природный песок в зависимости от зернового состава подразделяется на несколько групп, характеризуемых модулем крупности и полным остатком на сите с отверстиями

0,63мм,  определяемым  после   отсева   зёрен   крупнее  5мм. 

Модуль  крупности  дает   возможность   достаточно   просто

численно  выразить  результаты ситового анализа и сопоста-

вить  кривые   просеивания   песков   различного   зернового 

состава.   Дробленый   песок   по  зерновому  составу  должен

соответствовать зерновому составу природных  крупного или

среднего песков. Суммарное количество пылевидных и 

глинисты частиц в природном песке не должно превышать 3%.

В  рыхлом состоянии пористость песка составляет около 47%,

а в плотном - 37%. Песок достаточно легко переходит из рыхлого состояния в плотное. Например, при воздействии с водой или под воздействием вибрации, поэтому песка на стройке обычно не хватает - он усаживается на 10%. В плотном состоянии песок хорошо воспринимает динамические нагрузки, а амортизационные свойства материала позволяют рассеивать ему напряжение в основаниях под фундаментом.

      В качестве мелкого заполнителя для бетона желательно использовать более крупные пески (модуль крупности МК от 2,0 до 3,5) но с содержанием зерен всех размеров, для уменьшения пустотности. Оптимальная пустотность для песка составляет 30%. Большая пустотность песка приводит к увеличению расхода цемента. Максимальная пустотность песка не должна превышать 38%. Плотность песка должна быть в пределах от 2000 до 2800 кг/м.куб.

      Глинистые и пылевидные частицы, органические примеси, сернистые и сернокислые соединения являются вредными примесями в песке. Глинистые и пылевидные частицы увеличивают суммарную поверхность заполнителя, при этом повышается водопотребление бетонной смеси, вследствие чего снижается прочность бетона. Кроме того, глинистые примеси, обволакивая тонким слоем зерна песка, ухудшают сцепление их с цементным камнем и снижают прочность бетона. Органические примеси (остатки растений, перегной и т. п.) снижают прочность цементного камня и могут явиться источником его разрушения. Сернистые и сернокислые соединения (гипс, серный колчедан и др.) способствуют коррозии бетона. Поэтому при отсутствии природного песка без глинистых частиц имеющийся в наличии песок улучшается (обогащается) с помощью следующих процедур: промывки песка; разделения песка на фракции в потоке воды; выделения из песка нужной фракции; смешивания песка, имеющегося в зоне выполнения работ, с привозным высококачественным песком.

    В бетонах класса прочности до В30(М400), используемых для дачного строительства, допускается применять очень мелкие пески с количеством зерен фракции менее 0,16 мм до 20% по массе и с количеством глинистых частиц до 3% по массе  природного песка и 5% для дробленого песка из отсева (пункт 1.6.12 ГОСТ 26633-91). Содержание особо мелких фракций размером менее 0,063 мм не должно превышать 3%.  Если песок загрязнен органическими примесями (например, илом) то его можно отмыть с помощью известкового молока.  Плотность песка должна быть не ниже 1400 кг/м3. Количество песка составляет 30-35% от всего зернистого заполнителя. 

    Иногда, для повышения плотности бетона и его морозостойкости может применяться пылевидный наполнитель – молотая каменная мука.

 

Крупный заполнитель. Гравий. Щебень.

    Гравий – каменная смесь зерен округлой формы размером 5-70 мм, образовавшаяся в результате естественного разрушения (выветривания) твердых, горных пород. Гравий может быть горным (овражным), речным и морским. Горный гравий имеет шероховатую поверхность и содержит обычно примеси песка, глины, пыли и органических веществ. Речной и морской гравий чище горного, но зато с гладкой поверхностью, что ухудшает сцепление с цементно-песчаным раствором. Для улучшения сцепления его можно дробить на щебень. Технически, гравий является одним из подвидов щебня! И некоторые нехорошие продавцы этим пользуются. Пример из личной жизни: мы заказали у некоего поставщика 10 тонн щебня фракции 5-20мм , но в момент доставки и разгрузки физически не смогли присутствовать. Приехав на следующий день мы обнаружили на участке кучу обычного гравия вперемешку с песком! По факту это можно назвать ПГС - песчано-гравийная смесь. Конечно, начали разбираться, звонить, спорить и ругаться, на что нам ответили, что они привезли гравийный щебень и эти камушки, являясь гравием, относятся к разновидности щебня! С точки зрения терминологии они правы, но по ощущениям нас просто "надули" на 500$. Так что чёткое понимание того, что вы заказываете поможет вам избежать подобных конфликтов (за 1 месяц жестоких споров мы смогли у них выбить назад 200$).

    Глинистые примеси могут создавать пленку на поверхности щебня и уменьшать сцепление щебня с цементным камнем до 30%. Загрязненный щебень необходимо промыть водой из шланга, для удаления глинистых примесей.

     Щебень – каменная смесь, получаемая дроблением больших кусков различных твердых горных пород. Полученную смесь зерен различных размеров (5 - 120 мм) подвергают рассеву на отдельные фракции. Конечно, как и у любого строительного материала, у щебня есть разновидности и характеристики. Начнём с разновидностей:

  • Гранитный щебень - щебень из твердой горной породы зернистого строения, которая является самой распространенной на Земле. Гранитная скала представляет собой магму, застывшую на больших глубинах. Состоящую из хорошо сформированных кристаллов полевого шпата, кварца, слюды и т.д. Имеет цвет красный, розовый или серый, зависящий от преобладания в нём шпата и слюды. Глыбы получают обычно путем взрыва монолитной скалы, затем они дробятся в машине, а полученный щебень просеивается по фракциям.

  • Гравийный щебень - получают путем просеивания карьерной породы, а также путем дробления природной каменной скалы. По прочности гравийный щебень уступает гранитному щебню, но есть и преимущества -радиоактивный фон его обычно очень низкий и цена ниже, чем на гранитный. Гравийный щебень применяют для фундаментных работ, для бетонов, в производстве ЖБИ, при строительстве дорог. Фракций гравийного щебня не так много, как у гранитного, это: 3-10 мм, 5-20 мм, 5-40 мм, 20-40 мм.

    Гравийный щебень делится ещё на два вида:

    • Колотый щебень - это обычный природный или дробленный,

    • Гравий - это округлые камушки, как правило речного или морского происхождения.

  • Известняковый щебень - продукт дробления осадочной горной породы - известняка, состоящего, главным образом, из кальцита. Известняковый щебень (иногда его ещё называют известковый или доломитовый щебень) - один из основных видов щебня, который помимо гравийного и гранитного щебня применяется в дорожном строительстве, а также при изготовлении железобетонных изделий. Так же допускается его использование при устройстве дренажей, при условии того, что он имеет достаточно плотную структуру.

  • Вторичный щебень - щебень, получаемый при дроблении строительного мусора - бетона, кирпича, асфальта. Для его получения используется то же самое оборудование, что и при производстве других видов щебня. Главное достоинство вторичного щебня - дешевизна, в среднем он в два раза дешевле гранитного. Энергозатраты на его производство по сравнению с другими видами щебня могут быть меньше до 8 раз. Себестоимость бетона с использованием вторичного щебня в качестве крупного заполнителя сокращается на четверть. По прочности, морозостойкости и некоторым другим характеристикам вторичный щебень уступает щебню из натуральных материалов, однако имеет широкое применение:

    • в качестве крупного заполнителя для бетона прочностью 5…20МПа;

    • в дорожном хозяйстве (отсыпка дорог, съездов, использование в качестве нижнего слоя дорог, не имеющих статуса федеральных);

    • в работах по благоустройству (посыпка под асфальтированные площадки, тротуары);

    • для укрепления слабых грунтов (траншеи инженерных сетей, днища котлованов);

  • Шлаковый щебень - его получают дроблением отвальных металлургических шлаков или специальной обработкой огненно-жидких шлаковых расплавов (литой шлаковый щебень). В настоящее время разработаны и применяются в строительстве разнообразные виды бетонов с применением как вяжущих, так и заполнителей на основе металлургических шлаков. Стоимость изделий из шлаковых бетонов на 20-30 % меньше, чем традиционных. Зерновой состав шлакового щебня, как и других видов заполнителя, подбирается для обеспечения минимальной пустотности. Минимальная насыпная плотность щебня каждой из фракций составляет 1000 кг/м3. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, должно быть для щебня: кубовидного - не более 15%; улучшенного - 25; обычного - 35%. Длина таких зерен в три и более раза превышает их толщину или ширину.

        Наряду с плотными отвальными шлаками для производства щебня используют пористые шлаки, образуемые из расплавов с большим газонасыщением, вспучиванием пузырьками выделяющихся газов. Прочность пористых отвальных шлаков 2,5-40 МПа; средняя плотность в куске составляет 400-1600 кг/м3, что позволяет обеспечить насыпную плотность щебня 800 кг/м3 и менее и применять их для производства легких бетонов. Шлаковый щебень применяется не только как заполнитель цементных бетонов, но также в дорожном строительстве для укрепления оснований и устройства асфальтобетонных покрытий.

 

    В зависимости от размера зерен щебень подразделяют на ряд стандартных фракции:

  • 0-5 мм (гранитный отсев) - самая мелкая фракция гранитного щебня, в строгом понимании - не относится к щебню, а является побочным продуктом при его изготовлении. Применяется как декоративный материал для отделки, а также для отсыпания дорожек и дорог, детских и спортивных площадок; для изготовления бетонных изделий, в частности с поверхностью "мытого бетона";

  • 5-10 мм — самая мелкая фракция из коммерчески доступных. Используется в производстве бетона и конструкций из него для оптимизации фракционного состава крупного заполнителя, например в производстве плит перекрытия безопалубочным способом;

  • 5-20 мм (смесь фракций 5-10 и 10-20) - пользуется наибольшим спросом. Используется в производстве бетона и конструкций из него, в фундаментных работах, при заливке мостовых конструкций, мостового полотна, дорожных и аэродромных покрытий оснований;

  • 20-40 мм — средняя фракция. Применяется в производстве бетона, железобетонных конструкций, в строительстве автодорог и железных дорог, трамвайных линий, при закладке фундамента и возведении производственных зданий;

  • 25-60 мм - фракция, применяемая исключительно при строительстве основания для железнодорожных путей;

  • 20-70 мм и 40-70 мм — крупная фракция, используется в производстве бетона, массивных конструкций из него и на работы с большим объёмом бетона. Применяется также в дорожном строительстве в пределах населённых пунктов, при возведении производственных зданий и сооружений;

  • 70-120 мм, 120-150 мм, 150-300 мм (БУТ) — редко используется. Применяется в декоративных целях, обычно для отделки заборов, водоемов, бассейнов.

   В каждой фракции гравия или щебня должны быть зерна всех размеров - от наибольшего до наименьшего для данной фракции. В бетоне лучше использовать щебень или гравий максимально возможной крупности, так как такой заполнитель обладает меньшей удельной поверхностью и меньше оказывает воздействие на цементное тесто, обеспечивая достаточную подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси. По нормам DIN EN 12620 содержание фракций заполнителей повышенной крупности должно составлять от 1% до 20% от массы, а содержание фракций пониженной крупности не должно превышать  20% от массы заполнителя. 

     По требованию СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» в состав бетонной смеси должен входить щебень как минимум двух разных фракций при максимальном размере зерна (щебня) до 40 мм, и не менее трех разных фракций щебня при максимальном размере зерна от 40 мм до  70 мм. Наибольшая крупность зерна заполнителя должна быть не более 2/3 наименьшего расстояния между стержнями продольной арматуры, и максимальный размер зерен не должен превышать 1/3 (а лучше 1/5) от минимального размера строительного элемента (например, ширины ленты). Например, если у нас арматура уложена с шагом в 60мм в ростверке шириной 220мм, то максимальная фракция щебня не должна быть более 60*2/3=40мм, если бы арматура располагалась по другому, то при ширине ростверка в 220мм максимальный размер фракции был бы 220*1/3=70мм.

Группа песка по крупности
Кубовидная лещадность
Обычная лещадность
Игловатая форма щебня, соотношение ширины к длине более 1:3
Улучшенная лещадность зёрен фракции 20-40мм
Улучшенная лещадность зёрен фракции 5-20мм
Лещадные зёрна фракции 5-20мм
Зёрна разной фракции и лещадности
Марка щебня для бетона
Марка по дробимости щебня

   Кроме разновидностей щебня следует знать и его характеристики:

  • Лещадность - этот параметр определяет степень плоскостности или удлинённости зёрен щебня. Сам этот странный термин происходит от слова "лещадь", что обозначает - плоская дощечка или каменная плитка. В щебне нормируют содержание зерен пластинчатой и игловатой форм. К зёрнам пластинчатой и игловатой форм относят такие зёрна, толщина или ширина которых меньше длины в три и более раза. По содержанию зёрен лещадной формы щебень подразделяют на несколько групп:

    • ​I группа - Кубовидная - содержание зёрен пластинчатой и игловатой формы до 10%;

    • II группа - Улучшенная - лещадность от 10 до 15%;

    • III группа - Обычная - лещадность от 15 до 25%;

    • IV группа - Обычная - лещадность от 25 до 35%;

    • IV группа - Лещадная - содержание зёрен пластинчатой и игловатой формы от 35% и выше.

Необходимо заметить, что лещадность — одна из самых важных характеристик качества щебня. Использование щебня кубовидной формы даёт наиболее плотную утрамбовку. Наличие в щебне зёрен пластинчатой и игловатой форм приводит к увеличению межзерновой пустотности в смеси. При изготовлении бетонных смесей это приводит к увеличению расхода связующего компонента, что влечет за собой дополнительные материальные затраты. Кроме того, кубовидные зёрна обладают большей прочностью, чем зёрна пластинчатой и игловатой форм. Следовательно, использование кубовидного щебня в производстве бетонных смесей экономически целесообразнее. Однако производство кубовидного щебня более затратно и требует высокого качества применяемого дробильного оборудования, что выражается в меньших объёмах производства и более высокой стоимости. Кубовидный щебень преимущественно применяется в производстве бетона для ответственных конструкций. В то же время при строительстве железных и автомобильных дорог применяют щебень повышенной лещадности, так как он обладает лучшими дренирующими свойствами.

  • Морозостойкость - как обычно, характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания. По морозостойкости щебень подразделяют на марки: F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400. В строительстве в основном применяют щебень с маркой морозостойкости не менее F300, т.е. щебень не должен потерять своей прочности через 300 циклов замораживания и оттаивания. Щебень фракции от 25 до 60 и от 25 до 70мм должен иметь марку по морозостойкости не ниже F 50, фракций от 5 до 25 и от 5 до 40 мм - не ниже F 25.

  • Прочность - щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при сжатии, дробимостью щебня при сжатии в испытательном цилиндре, и износом в полочном барабане. Эти показатели имитируют сопротивление каменного материала при воздействии проходящих по дороге транспортных средств и механические воздействия в процессе строительства дорожных конструкций (укладка и уплотнение катками). В зависимости от марки щебень делят на группы:

    • высокопрочный М1200-1400,

    • прочный М800-1200,

    • средней прочности М600-800,

    • слабой прочности М300-600,

    • очень слабой прочности М200.

  • По истираемости щебень фракции от 25 до 70мм разделяют на три марки:

    • И20 - потеря в массе при испытании в полочном барабане до 20%;

    • И40 - потеря в массе от 20 до 40%;

    • И50 - потеря в массе от 40 до 50%.

  • Щебень фракции 5-25мм делится тоже на три марки, но с немного другим процентным соотношением

    • И20м - потеря в массе при испытании в полочном барабане до 25%;

    • И40м - потеря в массе от 2м до 50%;

    • И50м - потеря в массе от 50 до 65%.

  В щебне нормируют содержание зерен слабых пород с пределом прочности исходной породы при сжатии в водонасыщенном состоянии до 20 МПа. По ГОСТ 8267-93 щебень марок М1400, М1200, М1000 не должен содержать зерна слабых пород в количестве более 5 %, щебень марок М800, М600, М400 более 10 %, щебень марок М300 и М200 более 15 % по массе. Наибольшим спросом пользуется гранитный щебень прочностью М1200, реже используется высокопрочный гранитный щебень или базальтовый щебень с маркой прочности М1400-1600. В основном он используется в производстве тяжелых высокопрочных бетонов, в несущих мостовых конструкциях, фундаментах. В табличке слева приведена требуемая марка щебня для различных классов бетонов.

  • Радиоактивность - характеристика, с которой обычно начинается обсуждение качества строительного щебня с покупателем. Если продукция должна быть пригодна для всех без исключения видов строительных работ, что должно быть подтверждено соответствующими сертификатами и санитарно-эпидемиологическими заключениями, исследованиями спец. лабораторий, то это означает, что весь поставляемый гранитный щебень и др. виды высокопрочного щебня относятся к I-му классу по радиоактивности (удельная эффективная активность естественных радионуклидов должна быть менее 370 Бк/кг). Для строительства дорог в пределах населённых пунктов подходит щебень II класса по радиоактивности (Аэфф должна быть менее 740 Бк/кг), вне населённых пунктов допускается применять щебень III класса (Аэфф от 740 Бк/кг до 1500 Бк/кг).

  • Так же существуют и другие показатели, например: марка по электроизоляционным свойствам, марка по сопротивлению удару (обозначается - "У"), марка по дробимости (соответственно - "Д"), по химическому составу и пр.

Спасибо всем, кто помогает проекту! Любая ваша помощь значима!

Российский руб.

© 2015 «Project - House».  

Сайт Дмитрия Петрова