Какой щебень использовать для фундамента дома?

Долговечность любого здания во многом зависит от основания, на котором оно возведено. В свою очередь, эксплуатационный ресурс фундамента определяется качеством используемого цемента, песка и щебня. Из трех перечисленных компонентов меньше всего можно подумать, что щебенка формирует качественные характеристики бетона. В связи с этим появился повод выяснить, какой щебень лучше для фундамента, как он влияет на прочность и срок службы бетонного камня.

Как используется щебень при устройстве фундамента

Щебень – это неорганическая, неокатанная, дробленая естественным или искусственным путем горная порода диаметром более 5 мм или измельченные отходы предприятий по переработке руд черных, цветных и редких металлов.

При возведении фундаментов используется как наполнитель в бетонной смеси и в качестве слоя в песчаной подушке. При этом в обоих случаях его роль сложно переоценить.

Добавление щебенки в цементно-песчаный раствор позволяет сформировать скелет бетонной конструкции, увеличивающий его прочность и устойчивость к возникающим нагрузкам. Кроме этого щебень препятствует усадочным процессам во время гидратации цемента, что уменьшает вероятность появления трещин и повреждений на поверхности фундамента.

Прослойка щебеночного камня в песчаной подушке выполняет роль фильтра в дренаже. Эта функция особенно важная для зданий и сооружений, строящихся на участках с высоким уровнем грунтовых вод или с большим количеством годовых атмосферных осадков.

Классификация щебня

Классификация щебня проводится по большому количеству параметров: виду исходного материала, размерам, лещадности, морозостойкости и т.д. Все они, так или иначе, влияют на качественные характеристики бетонного тела фундамента и свойства песчаной подушки.

Виды щебня

Виды щебня различаются по двум критериям:

• происхождению;
• исходному материалу.

По происхождению. По происхождению щебенка подразделяется на:

• первичную – результат дробления добытой в карьерах горной породы;
• побочную – переработка оставшихся от основного производства отходов, например, шлака в горнообогатительных комбинатах.

По исходному материалу. В зависимости от исходного материала, щебень может быть (здесь огромное количество видов, но мы рассматриваем только те, что применяются при возведении фундамента):

• природным (гранитный, гравийный, известняковый);
• вторичным (результат переработки строительного мусора);
• шлаковым.

Гранитный. Гранитный щебень производится из добытого в карьере натурального гранита на дробильных установках. Обладает:

• высочайшей прочностью, благодаря чему обеспечивает бетону повышенные технико-эксплуатационные показатели;
• неограниченным эксплуатационным ресурсом;
• устойчивостью к морозу;
• влагоустойчивостью;
• инертностью к большому количеству химически активных веществ.

Получаемые в процессе дробления камни сортируются по фракциям, у которых есть своя область использования:

• до 5 мм. Это отсев, который по своим параметрам не считается щебнем. Тем не менее, гранитную крошку используют для получения так называемого «мытого бетона»;

• 5-10 мм. Довольно востребованная мелкая фракция. К ее помощи прибегают при необходимости оптимизировать структуру наполнителя бетонного раствора. Чаще всего используется при изготовлении плит перекрытия;
• 5-20 мм (смесь первой и второй фракций). Самый популярный размер камня для бетонного раствора, идущего на заливку различного вида фундаментов;
• 20-40. Этот размер щебенки выбирают под подушки автомагистралей и железных дорог, строительстве (в качестве наполнителя) монолитных зданий и сооружений.
• 40-60 мм и 60-70 мм – традиционно входит в состав бетона при создании больших строительных конструкций.

Гравийный. В геологии различают горный гравий, состоящий из рыхлых крупнообломочных осадочных горных пород, образовавшихся в результате естественного разрушения и речной (морской). Из обломков крупного камня дроблением получают щебень. Он отличается от речного гравия шероховатой поверхностью с рваными краями. У материала со дна рек форма гладкого окатыша (постарались волны).

Для бетона лучше подходит щебень, а по совокупности других характеристик, например, стоимости, он идеальный наполнитель цементно-песчаных растворов в частном строительстве.

Коммерческий успех имеют все фракции этой щебенки:

• 3-10 мм – интенсивно используется в виде наполнителя для цементно-песчаного раствора в строительстве, Лучшая фракция щебня для фундамента при возведении зданий в частном порядке;
• 5-20 – смесь применяется при усилении железобетонных конструкций;
• 20-40 – основная область использования – строительство дорог. Кроме этого используется при отсыпке песчаных подушек под фундамент при возведении малоэтажных домов;
• 40-70 – находит применение при усилении фундаментов, обустройстве временных дорог и насыпей железнодорожного пути.

Известняковый. Доломитовый (второе название – известняковый) щебень – это строительный материал нерудного происхождения. Получают путем измельчения доломита (и не только) с последующей химической обработкой. Цвет, в большинстве случаев – белый (иногда бесцветный). Может быть также желтоватым (в составе есть гидроксид железа) или голубовато-серым (окрашивает оксид марганца или бария).

В процессе дробления получают различные фракции. После сепарации на рынок поставляются такие размеры:

• 5-20 мм – самая ходовая смесь. При этом самая подходящая фракция щебня для бетона при строительстве легких зданий и сооружений;
• 20-40 мм. Применяется для различных декоративных и отделочных работ;
• 40-70 мм. Крупная фракция – это всегда дороги.

Вторичный. Вторичный щебень – это раздробленный бетон, полученный в результате реконструкции, ремонта или сноса зданий, рассчитанный на повторное использование. В процессе переработки некондиционный материал проходит измельчение, фильтрацию и сортировку на специальных дробильно-сортировочных комплексах. В результате рецикла получается бетонный (вторичный) щебень. Иногда ошибочно к вторичной щебенке относят обычные строительные отходы: кирпич и асфальт.

Вторичный щебень разделяют на 2 класса.

Класс 1 характеризуется:

• высоким уровнем чистоты – содержание кирпича не более 5%;
• прочностью – М600;
• морозостойкостью – выдерживает 100 циклов заморозки с потерей прочности не более 5%;
• лещадностью в 15%.

Используется для устройства дренажа, засыпки траншей и котлованов, устройства пешеходных дорожек.

Класс 2 состоит из смеси дробленого бетона и кирпичного боя в соотношении 70/30. Имеет:

• прочность – М350;
• морозостойкость – F50;
• лещадность – 20%.

Основная область применения – отсыпка дорог и дорожек к участку и стабилизация грунта.

Шлаковый. Данный вид щебенки является побочным продуктом сталелитейного производства. Получается двумя путями. Первый – перерабатываются, а точнее, сортируются, отвалы горной породы, состоящие из камней. Мелкие сразу идут на щебенку, крупные дробятся и сортируются. Кстати, это самый дешевый вариант производства щебня. Второй вариант сложнее: раскаленный шлак заливается на определенную поверхность. После остывания дробится. В строительстве используется для получения легких бетонов (шлакобетона). Из-за низкой морозостойкости сфера применения ограничена.

Характеристики щебня

Выбрать качественный строительный материал помогают его технико-эксплуатационные характеристики. У щебня их довольно много.

Прочность. Прочностные характеристики позволяют определить, какой щебень использовать для фундамента. Определяются опытным путем в процессе сжатия испытуемого образца. Шкала дробления камня под нагрузкой выглядит следующим образом:

• М200 – прочность очень слабая. Щебенка подходит для фильтрации в очистных сооружениях, сооружения открытого дренажа и отсыпки, не подвергающейся нагрузке;
• М300-М600 – слабая прочность. Область использования та же, что и у М200;
• М600-М800 – средняя. Подходит для устройства конструкций, имеющих со всех сторон отсыпку;
• М800-М1200 – прочный щебень. Используется для всех типов фундаментов, колонн, заборов, свай, для подушки под основание зданий, автомобильных дорог и железнодорожных путей;
• М1200-М1400 – высокопрочный. Находит применение при возведении фундаментов высотных объектов, опор моста и гидротехнических сооружений;
• М1400-М1600 – сверхпрочный. Основная область применения – устройство фундамента под башни, вышки, опоры моста.

Фракция. После дробления получают щебенку разных размеров. Поэтому ее просеивают на грохотах (специальные сита), чтобы получить группы зерен, близкие по диаметру. Эти группы называются фракциями. Измеряются в миллиметрах. Полный перечень выглядит следующим образом:

• мелкие – 3-5; 3-8 (еврощебень); 3-10;5-10;5-15;5-20;5-25;10-15;10-20;15-20;

• средние – 20-40; 20-70; 20-80; 25-60;

• крупные: 40-70; 40-80; 70-120; 80-120; 70-200.

Отдельные виды щебня могут иметь нестандартную фракцию: 0-20 мм и 0-40 мм.

Самыми востребованными являются фракции 3-8 мм и 5-20 мм. Их используют в основном для получения бетона различного назначения, а также для подушки под фундамент и дорожное полотно. Размеры зерен 20-40 мм подходят для самых разных работ. Например, в виде наполнителя цементно-песчаного раствора, приготовленного для заливки фундамента. 40-70 оптимально подходит для основы под фундамент, устройства дренажных систем и т.д.

Лещадность. Важнейшими характеристиками щебня считаются прочность и сила сцепления с бетонным раствором. Зависит от площади и формы камней. Характеризуется показателем лещадности – содержанием зерен пластинчатой (очень широкие камни) и игловатой (длина в 3 раза превышает ширину) формы в общей массе щебня (оба вида камней считаются дефектными).

Для сведения: термин происходит от слова «лещадь», что означает плоская дощечка.

Различают 5 групп лещадности, в зависимости от количества дефектных камней в составе щебенки:

• V (нестандартная). В составе дефектные зерна от 35 до 50% от общей массы. Сфера применения – дорожное строительство и фундаменты для легких временных построек;
• IV (обычная). Содержится 25-35% игловатых и пластинчатых камней. Не способны обеспечить высокий уровень сцепления с цементом. Практика показала, что использование такого материала увеличивает расход цемента в бетонных растворах. Однако группа незаменима при производстве цемента различных марок и стекла (используются в качестве мелкофракционной добавки);
• III (улучшенная). Лещадность колеблется от 15 до 25%. Показатели, характерные для доломита и измельченных пород с мягкой структурой. Группа не рассчитана на высокие нагрузки, в связи с чем область применения в строительстве ограничена;
• II (кубовидная). Включает 10-15% нестандартных экземпляров, что позволяет использовать щебенку в возведении зданий и сооружений. Сюда входит гравийный щебень;
• I (окатанная). До 10% содержания дефектных элементов. Высокая прочность и уровень адгезии способствуют применению материала в серьезных строительных работах.

Наличие в щебенке игловатой и пластинчатой формы ведет к повышенному расходу цемента при одновременном снижении прочности бетона. Однако, наличие пустот лучшим образом сказывается на дренирующих свойствах, что нашло отражение при строительстве автомобильных дорог и железнодорожных путей.

Морозостойкость. Морозостойкость материала проверяется в лабораторных условиях и обозначается латинской буквой «F». Число после нее показывает количество циклов заморозки/разморозки, которые выдерживает материал без потери качественных характеристик. У щебня 3 категории:

• неустойчивый (F25, F15).Используется внутри обогреваемых помещений, а также для подсыпки при отведении дождевых и паводковых вод;
• устойчивый (F150, F100 и F50). Оптимальный вариант для использования во всех сферах в Средней полосе России;
• высокоустойчивый (F200; F300; F400). Область применения не ограничена. Может использоваться в районах Крайнего Севера, а также для изготовления высокопрочных железобетонных конструкций, опор мостов и т.д. во всех климатических поясах.

Насыпная плотность. Показатель насыпной плотности необходим при планировании перевозок щебенки. У каждого вида камня свои показатели. Приведем таблицы.

Таблица 1. Насыпная плотность гранитной щебенки по фракциям.

Таблица 2. Насыпная плотность гравийной щебенки по фракциям.

Таблица 3. Насыпная плотность известкового щебня.

Чистота. Щебень может содержать примеси из глины, ила, пыли, песка и других видов органики, что отрицательно сказывается на уровне адгезии при использовании материала в качестве наполнителя бетонного раствора. Поэтому щебень перед сортировкой моют. В результате по показателю чистоты он может быть:

• мытым;
• немытым.

Загрязненность. Для немытой щебенки есть свои требования. В соответствии с нормативными документами количество посторонних примесей не должно быть более 3% от общей массы. Превышение установленного порога ведет к уменьшению прочностных, морозостойких и других свойств материала.

Радиоактивность. Горные породы в своем большинстве фонят (излучают радиоактивные волны). Поэтому введен показатель радиоактивности. Он делит щебенку на 3 класса:

• первый (I) – излучение не превышает 370 Бк/кг. Можно использовать без ограничений;
• второй (П) – уровень радиоактивного фона не должен превышать 750Бк/кг. Используется при строительстве дорог и железнодорожных путей вне населенных пунктов;
• третий (Ш) – радиоактивное излучение более 750Бк/кг. Идет как добавка в асфальт или в бетон мостов, гидротехнических сооружений, защищающих морской берег.

По форме зерен. Специалисты выделяют несколько условных разновидностей зерен по форме:

• кубовидная;
• остроугольная;
• клиновидная;
• лещадная.

Соотношение таких зерен в щебне в процентном отношении отражает его эксплуатационные свойства, характерные для каждой из групп, указанных в таблице.

Таблица 4. Группы щебня по форме.

При реализации щебня продавец не обязан давать характеристику щебенке по форме камней. Здесь нужно самостоятельно пытаться определить группу. Ведь от этого зависят эксплуатационные характеристики бетона.

Области использования щебня с разной формой камней:

• кубовидные – оптимальный вариант для подушки под фундамент и подсыпки дорожного полотна. Причина в высоком уровне уплотнения при трамбовке;
• улучшенные – используются в основном в бетонных растворах;
• обычная. Лучшее применение – дренаж и отсыпка для отвода атмосферной влаги.

Адгезия. Характеризует уровень сцепления щебня с вяжущими веществами. На качество влияет структура поверхности — чем больше шероховатость, тем выше прочность склеивания.

Какой выбрать щебень для фундамента

Наличие множества характеристик щебенки усложняет ее выбор. Поэтому приводим подробные рекомендации, какой щебень нужен для фундамента дома.
Приступая к возведению фундамента нужно учесть некоторые нюансы:

• для массивного здания лучше применять гранитный щебень М800-М1200 фракции 20-60 мм;
• для легких построек в качестве наполнителя бетонного раствора для фундамента можно использовать доступный по цене доломитовый щебень;
• при замешивании раствора вручную фракция щебенки не должна превышать 20 мм. В противном случае не получится добиться однородности смеси, что негативно скажется на прочности и долговечности;
• при армировании ленты фундамента каркасом с небольшими ячейками нужно использовать фракции соответствующих размеров. Иначе камни зависнут на стержнях и не позволят полностью заполнить опалубку – арматурные прутки станут «ситом»;
• для бурозабивных свай нужен камень самых мелких фракций, чтобы не образовались пустоты;
• качество щебенки должно быть надлежащим: без трещин, сколов и расслоений.

Как выбрать щебень под фундамент для подушки

С бетоном разобрались. Сейчас поговорим о подушке под фундамент.

Для засыпки слоя подушки берется гранитный щебень средней прочности (М600-М800) и классом морозостойкости F350. Фракция 20-40 мм. Гравийная щебенка должна быть немного крупнее – до 50 мм.

Заключение

Определить самостоятельно, какая фракция щебня нужна для фундамента, не представляется большой проблемой. Необходимо знать состав грунта, массу здания, способ замешивания раствора и свои финансовые возможности.