Какой щебень лучше для фундамента: виды и особенности

Типы подложек под фундамент с использованием щебня

Песчано-щебеночная подушка, имеющая достаточную прочность, чтобы выдержать здание в несколько этажей. Наиболее частым применением является строительство больших частных жилых домов и дач.

Песчано-щебеночная подушка представляет двухслойную конструкцию – нижний слой состоит из песка, а верхний – из щебня. Именно их комбинация позволяет увеличивать допустимую нагрузку и повышать массу и габариты здания.

Два слоя материалов являются последовательным медиатором давления от здания к грунту. Щебень не так склонен к раздавливанию и уходу из-под основания, как песок, поэтому держит на себе главную нагрузку.

Песок под щебнем имеет большую площадь контакта с силой тяжести дома, поэтому менее подвержен её воздействию. Лучше распределенная нагрузка повышает прочностные свойства подушки, если сравнивать с иногда используемым одним песчаным слоем. Стандартная толщина подложки – 30-35 см, из которых 20-25 см приходится на щебень.

Бетонная подушка. Несмотря на название, бетонный слой не укладывается сразу на грунт, иначе многочисленные проседания существенно уменьшат его прочность. Под литой бетонной плитой обязательно находится подсыпка из щебня.

Назначением подсыпки является нивелирование незначительного проседания и улучшение сцепления фундамента с грунтом. Чем сильнее отличается форма щебня от правильной, тем лучше будет сцепление.

Толщина подсыпки щебня стандартно составляет 10-15 см, а слоя бетонной подушки – 25-30 см. Бетонная подложка должна выступать за границы будущего фундамента на 15 см, чтобы достичь максимальной устойчивости дома.

На видео, уже засыпанная щебнем траншея под фундамент:

https://youtube.com/watch?v=rVv6IfQuH1U

Марки и классы прочности

Бетон маркируется буквами М и В. М – это марка материала, обозначающая среднюю нагрузку на квадратный сантиметр, которую выдерживает данный образец при сжатии до полного разрушения.

В строительстве применяются преимущественно марки от М100 до М500:

1. М400-М500 – это бетон, применяемый для возведения мостов, тоннелей, гидротехнических сооружений и других крупных объектов с повышенными требованиями прочности.
2. М400 – материал, предназначенный для промышленного строительства и сооружения фундаментов под малоэтажные здания на влажных и слабых грунтах.
3. М350 – применяется при строительстве бассейнов, многоэтажных зданий, различных высотных сооружений.
4. М300 – используется при создании железобетонных конструкций, а также для обустройства дорожных плит и лестничных маршей.
5. М200 – бетон для частного строительства. Применяется для строительства легких фундаментов и внутренних работ.
6. М100 – вспомогательный материал, применяемый для подготовки фундаментного основания, обустройства отводящих дренажей, тонких стяжек.

В – это класс бетона. Он обозначает фактическую нагрузку на сжатие, которую способен вынести данный вид.

Определяется класс прочности путем разрушения кубика затвердевшего бетона со стороной 15 см специальным прессом.

Марка и класс – это не одно и то же. Но каждый класс имеет максимально приближенную по прочности марку. Это отображено в таблице:

Марка и класс бетона — в чём отличия, подскажет видео:

Морозостойкость

Данный показатель маркируется буквой F. Она определяет, какое количество замораживаний и оттаиваний может преодолеть бетон, не получив разрушение более 5%.

Разные марки бетона могут проходить от 30 до 300 циклов заморозки.

Водонепроницаемость

Для обозначения водонепроницаемости используется буква W. Она показывает какое давление воды способно выдерживать бетонное покрытие, не пропуская воду через поры.

Чтобы определить соответствие показателей водонепроницаемости и морозостойкости бетона маркам и классам, используется специальная таблица:

Показатели удобоукладываемости раствора

Удобоукладываемость – это способность бетона при заливке равномерно заполнять форму и после уплотнения образовывать однородную плотную массу.

Существует три класса бетона по удобоукладываемости:

• Р – растекающиеся смеси;
• П – подвижные;
• Ж – жесткие.

Внутри каждого класса существует разделение по степени проявления характеристик. Так, растекающиеся смеси делятся по категориям от Р1 до Р6. Чем больше показатель, тем выше способность материала самозаполнять форму без уплотнения вибрированием.

Подвижность обозначается буквой П. Есть 5 степеней подвижности бетона. Определяется подвижность путем выкладывания бетона в форму конусом с высотой в 30 см, нижним диаметром 30 см и верхним — 10 см.

Чем выше цифра, тем больше подвижность. После снятия конуса бетон постепенно теряет форму. Степень усадки формы определяет подвижность смеси.

В зависимости от того, насколько подвижна смесь, определяется ее назначение:

Фракции гравийного щебня

В строительстве незаменим материал, полученный при просеивании карьерной породы. Гравийный щебень лишь немного уступает гранитным камням. Поэтому он находит обширное применение. Одним из основных преимуществ гравия является более низкая стоимость. За небольшие деньги можно приобрести большое количество нерудных материалов для заливки фундамента, производства ЖБИ.

Фракции щебня гравийного разные. Перечислим распространенные варианты:

3-10 мм – мелкие камушки, насыпная плотность которых составляет 1,48 т/м3. Это прочный и морозостойкий материал, востребованный строительными и ландшафтными компаниями. Он идеально подходит для отсыпки тротуаров и дорожек в городских парках. Камушки приятные на ощупь, поэтому по них хорошо ходить босиком

Этот момент принимают во внимание владельцы частных пляжей. Они используют гравий для засыпки территории;
5-20мм – ни одна стройка не обходится без материалов неорганического происхождения

Такая фракция щебня пользуется большим спросом. Нерудные материалы обладают низкой лещадностью (около 7%), насыпной плотностью 1,37 т/м3 и отличной морозостойкостью. Камни небольших размеров используются при изготовлении железобетонных изделий. Такая фракция щебня для бетона также подходит. Поэтому сыпучие материалы часто используются в строительстве;
20-40 мм – камни средних размеров, обладающие высоким уровнем прочности. Их насыпная плотность – 1,39 т/м3. Лещадность – 7%. Спектр применения фракции гравийного щебня 20-40 мм широкий. Его используют при обустройстве «подушек» автомагистралей, при заливке фундаментов, при создании железнодорожных путей. Гравийный щебень имеет низкий радиоактивный фон. Поэтому он считается экологически чистым материалом;
40-70 мм – крупная фракция щебня, добытого из карьерной породы. Она оптимально подходит для создания прочного и надежного фундамента. Из щебня таких размеров изготавливаются бетонные перекрытия, делаются насыпи на железных дорогах и разрабатываются дренажные системы. Насыпная плотность нерудного материала – 1,37 т/м3. Камни хорошо утрамбовываются и не боятся негативного воздействия низких температур.

Фракции щебня ГОСТ 8267-93 – международный стандарт, распространяемый на материалы, которые добываются из горных пород. В нем указаны технические требования, определения и нормативные ссылки. Производители руководствуются установленным стандартом и поставляют материалы, соответствующие нормам.

Характеристики щебня

В соответствии с ГОСТ 8267-93 щебень разделяется по фракциям:

• 5-10 мм; • 10-20 мм; • 20-40мм; • 40-70 мм.

По согласованию с получателем продукции состав фракций может быть другим, в зависимости от требований по проекту для тех или иных конструкций и производимых работ.

Определение фракционности происходит при просеивании зёрен щебня через систему сит с различными ячейками.

Гост требует содержание в щебне дроблёных зёрен каждой фракции на уровне 80% от полного объёма. Определяют годное дроблёное зерно по отколотости более чем наполовину.

Очень важный показатель лещадность. Это содержание зёрен лещадной и пластинчатой формы в общей массе фракционного состава.

Такая форма негативно сказывается на прочностных характеристиках бетона, потому что при твердении возникающие нагрузки могут ломать такие фрагменты и будут образовываться пустоты в теле бетонного камня.

По лещадности щебень делится на 5 групп в зависимости от процентного содержания по массе зёрен пластинчатой и игловатой формы. Самый низкий – 10% в первой группе, самый высокий – 35% в пятой. Что же такое лещадность, пластинчатость и игловатость?

Таковыми считаются зёрна, толщина которых в три и более раз больше длинны. Для различных фракций отбираются аналитические пробы различным весом и в них выделяются вручную зёрна, попадающие под определение лещадности.

Так, например, для фракции 5-10 мм берётся 250 г и по ним делается аналитический отбор. Отношение сторон зёрен определяется замером штангенциркулем или шаблоном.

Прочность щебня определяется при проведении испытаний на дробимость и сжатие в цилиндре диаметром 75 и 150 мм с толщиной стенки 12 и 20 мм.

Цилиндр наполняют испытуемой фракцией и помещают под пресс. У цилиндра съёмное днище и отдельно плунжер или ещё можно сказать поршень, на который оказывается давление пресса.

Испытание проводят по наращивающему давлению и доводят до величины 50 и 200 кН или 5000 кгс и 20000 кгс.

После этого испытываемый щебень просевают сквозь мелкие сита и остаток взвешивают. Полученный остаток соотносят с массой до начала испытаний и выражают в процентах дробимость (Др).

При проведении испытаний смеси фракций их разделяют и проводят отдельно по каждой фракции.

Дробимость смешанной партии определяют как среднеарифметическое. Дробимость напрямую связана с маркой по прочности. Различают следующие марки по прочности.

Есть такая же таблица для щебня из изверженных пород, очевидно этот материал более пористый, и для щебня из гравия и просто гравия.

Имеется отдельно показатель по истираемости 4 марки, которые также напрямую привязаны к дробимости.

Регулируется ещё такой показатель, как содержание зёрен слабых пород в щебне, который определяется в процентном отношении от 5 до 15%. Испытания проводят методом отбора слабых зёрен, когда их вычисляют на ощупь.

Если ломается в руках или при лёгком ударе молотка или можно на поверхности слабого зерна оставить царапину стальным или алюминиевой наконечником, значит входит в эту категорию. Выделенные слабые зёрна взвешивают и определяют процентное содержание относительно полной массы.

Есть ещё механический индикатор прочности камня, на котором раздавливают слабые на глаз образцы. Если проводится анализ смеси фракций, то такая процедура проделывается с каждой фракцией и определяется средневзвешенное значение для партии.

Испытание на истираемость в полочном барабане.

В такой барабан с чугунными или стальными шарами загружают испытуемую фракцию и задают вращение со скоростью 30-33 об/мин. с числом оборотов от 500 до 1000.

Полученную фракцию после испытаний просеивают через мелкие сита и остаток на ситах в процентах определяют как истираемость (И).

Есть ещё такое интересное испытание удару на копре. В нём засыпают в цилиндр образцы фракции и долбят специальным бойком с наконечником из углеродистой стали массой 5 кг с высоты 50 см. Через время просеивают остатки щебня сквозь малые сита и определяют сопротивление щебня удару.

Пропорции компонентов в составе бетона

Что входит в состав бетона мы уже разобрались, теперь давайте поговорим о том, какие пропорции компонентов использовать, как правильно и каким образом все это смешивать.

Для начала рассмотрим пропорции компонентов для портландцемента марки М400, так как он наиболее популярен:

В процессе приготовления бетона для фундамента нет необходимости использовать высокоточные весы и мерные стаканчики, достаточно мерять объемы обычными металлическими ведрами, например, 10-ти литровыми.

Как правило, на практике заливки бетона для фундамента в нормальном грунте такие точные расчеты не применяются, а берутся средние значения пропорций — 1 ведро цемента, 3 ведра песка, 4 – 4,5 ведра щебня и около 1 ведра воды.

Заливка тощим бетоном

Цена бетонной подготовки под фундамент занимает среднее положение между предыдущими. При этом прочность подбетонки гораздо выше подушки из щебня.

После заливки тощим бетоном грунт не проседает, и строение максимально надежно фиксируется. Толщина бетонной подготовки под фундамент согласно СНиП колеблется в пределах 15 — 30 см.

Данный показатель определяется исходя из следующих параметров:

• типа почвы,
• уровня грунтовых вод,
• массы возводимого здания.

Тощим бетоном называют раствор, состоящий из 6 % цемента марки М100 прочностью В15 с заполнителями из щебня и песка. Специфика состава и минимум компонентов способствует быстрой гидратации смеси.

Рецепт состава для подбетонки на 1 м3:

• цемент — 275 кг,
• песок — 590 кг,
• щебень — 1377 кг,
• вода — 165 л.

При необходимости усилить морозоустойчивость или влагонепроницаемость прослойки в состав водятся добавки и пластификаторы. Время подготовки раствора должно быть не более 5 минут.

Рекомендации по использованию щебня при строительстве фундамента

Итак, вы убедились, что выбор щебня для фундамента – это не столь банальный вопрос, каким виделся изначально Приступая к обустройству фундамента под жилой дом, следует учесть некоторые моменты, которые напрямую связаны со спецификой строения. К таковым можно отнести следующее:

* * * * * * *

Теперь, зная все нюансы, на которые необходимо обратить внимание при выборе щебня для фундамента дома, и отправляясь делать заказ, имеет смысл выписать все названные выше характеристики. Свои записи останется только сверить с сертификатом соответствия стандартам (паспортом качества), который необходимо обязательно запросить у продавца стройматериалов

И в завершение – посмотрите один видеосюжет с советами специалиста по выбору сыпучих стройматериалов.

Укладка профильной мембраны

Самый современный вид устройства подготовки под фундамент. По сути профильная мембрана — это полиэтиленовая пластина, усиленная ребрами жесткости. Ранее для подобного вида работ использовался обычный рубероид. Безусловным преимуществом такого способа укрепления грунта является попутная гидроизоляция фундамента.

Технология процесса

Процесс укладки мембраны довольно прост, но требует дополнительной подготовки.

Инструкция по укладке профильных листов:

1. На дно котлована или траншеи отсыпается щебень мелкой или средней фракции. Толщина отсыпки не более 10 см. Данная процедура нейтрализует действие капиллярной влаги грунта на основание.
2. Производится выравнивающая заливка цементным тестом. После схватывания поверхность обрабатывается праймером.
3. Плита обрабатывается мастикой из битума, которая выполняет роль клея для мембраны.
4. Профильные листы укладываются внахлест, ребра выступов должны быть направлены вверх.
5. Стыковочные швы проклеиваются.

После того, как работы по укладке мембран закончены, поверхность подготовки под основание накрывается геотекстилем. Таким образом создается система из мелких дренажных каналов между грунтом и фундаментом дома, что значительно укрепляет основание, и увеличивает срок эксплуатации здания в целом.

Способы замешивания

Приготовление бетонной смеси осуществляется двумя способами:

• вручную;
• с помощью компактной бетономешалки (механической или автоматизированной).

Ручной замес

Многие ошибаются, полагая, что для замеса вручную нужна емкость – нет, приготовление осуществляется посредством щита из досок, используют также металлические, жестяные щиты, корыта с различных материалов, бетонную смесь замешивают даже просто на ровной твердой поверхности. Если щит сооружается с досок, их нужно плотно подогнать и, в идеале, обить кровельным железом, хотя можно замешивать и просто на листе такого железа с чуть завернутыми внутрь краями.

Сначала насыпают горкой песок вдоль длины щита, по центру делают борозду, туда засыпают цемент, песок заворачивают понемногу сверху внутрь, постепенно помешивая. Далее, в две лопаты песок и цемент 3–4 раза перемешивается, затем все смачивается водой из лейки, снова перемешивается. Далее равномерно набрасывается гравий, смесь одновременно мешается, понемногу доливается вода, пока образуется требуемая консистенция.

Другая последовательность: цемент — вода – песок – гравий (щебень).

Бетономешалка

Есть два типа этих устройств: с гравитационным или с принудительным механизмом. Самая простая и доступная первая. Это груша с лопастями внутри, вращающаяся в наклонном положении. Для замеса нужно около 2–3 минут вращения.

Приготовление осуществляется поэтапно – так бетонная смесь хорошо перемешается:

• механизм всегда включается пустым;
• заливается вода;
• засыпают половину цемента;
• засыпают весь крупный наполнитель;
• добавляют вторую половину цемента;
• постепенно засыпается песок;
• вращение – 2–3 минуты.

Все засыпается только в горизонтально стоящую (максимально наклоненную) чашу. Чем горизонтальнее бетономешалка – тем лучше. После выгрузки бетона чашу обязательно промывают водой, чтобы на ней не было застывшего раствора. Есть маленькие механизмы, они удобны, но за один раз способны перемешивать не более 4 ведер щебенки, если загрузить больше – не получится наклонить чашу, замес будет некачественный.

Зимой порядок меняется: сначала горячая вода, потом – щебень, цемент, песок. В раствор добавляют поташ (карбонат калия), противоморозные добавки, но нужно знать меру, они разрушают арматуру.

Классификация материала

Какой щебень нужен для фундамента, нужно решать в зависимости от того насколько прочным должно быть будущее основание строения, какие требуются материальные затраты и в соответствии с классификацией по основным характерным признакам — происхождению (составу), прочности, морозостойкости, лещадности (поверхности). К примеру, такой строительный материал как песок, имеет гораздо меньше учитываемых характеристик.

Устройство основания строительных сооружений предполагает использование таких видов щебня под фундамент:

• гранитный;
• гравийный;
• известняковый;
• вторичный;
• шлаковый.

Первые три получают методом дробления и разделения на фракции соответствующих горных пород. Вторичный — это результат дробления бетонных и кирпичных элементов старых строений после их сноса. Шлаковый — отходы металлургических производств, которые были подвергнуты дроблению.

Подсыпка из щебня перед заливкой фундамента

При определении какой щебень нужно использовать для фундамента, следует помнить, что самое прочное устройство основания можно получить при добавлении в бетон дробленого гранита, но он и самый дорогой из всех видов.

Оптимальным вариантом, когда проводится устройство основания, по соотношению цена-качество может быть гравийный щебень, а в случае постройки фундаментов для небольших сооружений и когда требуется подсыпка или отмостки, можно использовать известняковый, вторичный или шлаковый — они значительно дешевле первых двух, особенно когда в качестве разбавителя используется песок.

Когда проводится подготовка траншей под заливку бетоном — делается подсыпка, формируется подушка под фундамент из щебня и песка, выравнивается поверхность и создается устройство основания под монолитную плиту или отдельный блок, можно использовать любой разные фракции щебня, так как в этом случае прочностные характеристики не столь важны и используется песок.

При постройке небольших сооружений, которые дают не очень большую нагрузку на щебеночное основание под фундаментом, или когда делается подушка, отмостки или объемный блок, есть смысл, в целях экономии, использовать известняковый, а в некоторых случаях и вторичный, и даже шлаковый щебень в которые добавляется песок.

Примером такой постройки может быть гараж для легкового автомобиля, устройство основания которого представляет собой бетонную плиту на гравийной подушке, когда выполнена подсыпка с добавлением песка. Это актуально и когда делается подушка под небольшие нагрузки, создаются отмостки или отдельный массивный блок.

Подсыпка из щебня для ленточного фундамента

Но это не означает, что подготовка к возведению фундамента (когда создается подушка, отмостки, блок) не требует особого внимания к качеству используемых материалов.

Характеристики и марки

К основным характеристикам относятся:

• лещадность (плоскость) — определяется по норме присутствия в каждой фракции пластинчатых и игловатых зерен, и делятся на четыре группы по их содержанию:
• кубовидную — до 15%;
• улучшенную — от 15 до 25%;
• обычную — от 25 до 35%;
• обычную — от 35 до 50%.
• фракции — это результат отсева при производстве по размерам — 0-5 мм, 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм и самая крупная (бут) 70-300мм;
• прочность (марка) — обозначается буквой М и указывает на стойкость щебня к воздействию на него давлением. Чем выше цифра после этой буквы, тем прочнее щебень. Низкопрочный имеет маркировку М200-400, средней прочности — М400-1000, высокопрочный — М1000—1400;
• морозостойкость — обозначают латинской буквой F с последующими цифрами (15, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 400), чем они выше, тем лучше, так как указывают на количество циклов замораживания, с последующим оттаиванием, пройдя которые материал начинает терять свои эксплуатационные характеристики;
• радиоактивность — ее величина должна быть определена СЭС и подтверждена соответствующим сертификатом. Имеет два класса — 1-й до 340 Бк/кг (для строительства) и 2-й более 340 Бк/кг (для дорог).

Зачем щебень в бетоне?

Как уже упоминалось, щебень является инертным заполнителем, который составляет каркас бетонного камня.

Песок заполняет пустоты между зёрнами щебня, а цемент, реагируя с водой, связывает всю эту конструкцию.

Если мы удалим из состава щебень, то такая конструкция будет подвержена усадке. Он помогает увеличивать прочность, но только при условии, что он сам по прочностным характеристикам выше марки цемента примерно в 2 раза. Более того, щебня в бетоне больше всего относительно всех других компонентов. Усреднённая формула бетонной смеси по массе:

Как видно, щебень занимает основное пространство.

Основные характеристики щебня

Таблица характеристик щебня.

Для выбора гравия максимально высокого качества необходимо разбираться в его основных характеристиках, оказывающих прямое влияние на надежность готовой постройки и в целом пригодность здания к использованию. Прежде всего вы должны ориентироваться в следующих характеристиках:

• лещадности;
• радиоактивности;
• морозостойкости;
• прочности;
• фракции.

Под лещадностью следует понимать показатель плоскостности рассматриваемого строительного материала. Лещадность бывает обычной, окатанной, улучшенной и кубовидной.

Наполнитель обычной лещадности содержит большой процент игольчатых и пластинчатых зерен. Чрезмерное количество пластинчатых зерен способствует появлению воздушных пустот в бетонной смеси, что негативно отражается на качестве бетонного раствора.

Фундамент лучше всего сооружать с применением кубовидного щебня: он характеризуется более высокой прочностью по сравнению со своим пластинчатым аналогом, не способствует появлению пустот и гораздо лучше утрамбовывается.

Под морозостойкостью гравия следует понимать количество циклов замораживания и оттаивания, в течение которых он сможет сохранять свои основные характеристики на приемлемом уровне. В строительстве применяется щебенка, способная выдержать не менее 300 циклов.

Фракции щебня: 1- щебень 5-20 мм, 2 – щебень 20-40 мм, 3 – щебень 25-60 мм, 4 – щебень 40-70 мм.

Прочность наполнителя зависит от особенностей исходной породы. Наивысшими показателями прочности характеризуются гранитный и гравийный материалы, наименее же прочной является известняковая щебенка.

Не менее важным параметром является радиоактивность материала, зависящая, прежде всего, от месторождения породы.

Перед покупкой гравия потребуйте продавца предъявить сертификат с заключениями специалистов, выполнявших исследование радиоактивности материала.

Выбираем щебёнку для фундамента

Как уже было указано выше, щебень выбирается исходя из того, какими характеристиками обладает возводимое сооружение. Так, к примеру, чтобы осуществить строительство небольшой конструкции, к примеру, беседки, отличным выбором станет дроблёный известняк. Небольшой радиационный фон, а также себестоимость делают его оптимальным вариантом.

Если же вы планируете возвести двухэтажный загородный дом, то с этой целью наилучшим вариантом будет щебень, характеризующийся большей прочностью. Вполне подойдёт изделие, выполненное из гранита.

Но это далеко не все критерии, по которым определяется то, какой щебень использовать для фундамента

Если вы не хотите допускать необдуманных затрат, а также сэкономить денег, то следует обращать внимание и на другие параметры. Отличным выбором станет стройматериал, обладающий кубической формой

От этой, на первой взгляд мелочи, напрямую зависит степень расхода цементной составляющей

Кроме того, благодаря этому качеству улучшается и уплотняемость бетонного раствора

От этой, на первой взгляд мелочи, напрямую зависит степень расхода цементной составляющей. Кроме того, благодаря этому качеству улучшается и уплотняемость бетонного раствора.

Предназначение

Не обладая специальными знаниями, многие считают, что надежность бетона зависит от количества цемента. Однако это не так. Цемент исполняет роль связывающего материала наполнителя для фундаментов, одним из которых является щебень. Исходя из этого можно с сказать, что качество бетона не может зависеть только от цемента. Главным компонентом является наполнитель.

Один из самых прочных материалов – гранитный щебень. Но если вы хотите уменьшить затраты на строительство, то смело можете использовать наполнительный материал из шлаков – доменных и никелевых. Щебень исполняет роль крупного заполнителя. От его прочности зависит разновидность бетона. Однако большая величина камня не дает повышения эксплуатационных качеств конструкции.

Кроме прочего, щебень препятствует усадке бетона. Исходя из этого, чем толще бетонный слой, тем выше должна быть фракция заполнителя. Прочность бетона зависит и от того, какой формы щебень

При выборе наполнителя обратите внимание на камни, форма которых схожа с кубической, а еще – на минеральный состав