Какой щебень выбрать для фундамента?

Ленточные и столбчатые фундаменты из монолитного бетона – основные варианты, рассматриваемые частными застройщиками при выборе конструкции основания для своего будущего дома, коттеджа. Они недороги, надежны, просты конструктивно и технологичны в исполнении. Для того, чтобы максимально снизить стоимость строительства, многие предпочитают самостоятельно приобрести материалы и изготовить бетон на месте закладки фундамента. Для этого необходима ровная площадка, бетономешалка с электроприводом или двигателем внутреннего сгорания, лопаты, цемент, вода, песок и щебень. Из приведенного перечня оборудования и материалов наибольшую сложность представляет собой выбор щебня, поскольку этот ингредиент классифицируется по многим параметрам, и оказывает непосредственное влияние на прочность бетона, капитальность фундамента, а, следовательно, и на качество строящегося здания, сооружения. Кроме того, разные виды щебня имеют различную стоимость, и для того, чтобы не переплачивать за излишнюю несущую способность фундаментной конструкции, необходимо использовать строительный материал с техническими характеристиками, точно учитывающими предполагаемые эксплуатационные нагрузки. Ниже приводится все то, что следует знать и учитывать застройщику при выборе щебня для фундамента.

Происхождение материала

Щебень представляет собой распределенную по размерам зерен (на фракции) сыпучую смесь обломков горных пород естественного залегания или результата дробления массива, валунов, гравия, доменного (мартеновского) шлака, крупных фракций керамзита и отходов строительного производства (кирпича, бетона и др.). Происхождение материала определяет его прочностные характеристики и, вместе с зерновым составом, влияет на стоимость, сферы применения. По виду материнской породы щебень делится на следующие виды:

Гранитный. Гранит – горная порода магматического происхождения с красноватым или сероватым оттенком и исключительно высокими техническими параметрами, потребительскими характеристиками. Гранитный щебень получают исключительно в промышленных условиях дроблением кусков массива с рассевом на фракции. Материал обладает высокой прочностью, отличным сцеплением с цементом в бетоне, стоек к изменениям температуры, влажности. Сложность карьерных работ и высокие затраты на переработку относят гранитный щебень к категории дорогих строительных материалов, но это вполне оправдано его качеством.
Известняковый (доломитовый). Материалом этого щебня служит осадочные горные породы от светло-серого до белого цвета. Известняковый щебень в своей массе содержит пыль, а это препятствует обволакиванию его зерен цементным раствором и негативно сказывается на прочности бетона. Прочность известняка невысока, поэтому его редко используют в составе бетона, исключением могут быть фундаменты небольших легких построек. Преимуществом известнякового щебня перед другими является низкая цена за кубический метр.
Гравийный. В основе происхождения этого вида щебня лежат продолжительные по времени процессы эрозии вулканических горных пород. В результате воздействия воды, ветра, колебаний температуры окружающего воздуха массивы камня растрескивались и распадались на мелкие части, окатывались и приобретали обтекаемую форму. В настоящее время этот материал является ценным полезным ископаемым и залегает пластами по руслам существующих и пересохших рек. Для практического использования гравий подвергается рассеву с делением на фракции, крупные валуны дробятся. Данный материал характеризуется достаточно широкой распространенностью, ценовой доступностью, высокой чистотой, прочностью, а дробленый гравийный щебень – один из лучших минеральных заполнителей при изготовлении товарного бетона.
Шлаковый. Для изготовления щебня этого типа отходы металлургического производства – доменный шлак. Он недорог, обладает относительно высокой прочностью, водо- и морозостойкостью. Но наряду с этими преимуществами, шлаковый щебень характеризуется некоторыми недостатками, способными негативно повлиять на основные эксплуатационные параметры фундаментов зданий, сооружений. Основной из них – высокая химическая активность, которая может вызвать коррозию арматуры. Кроме этого, некоторые виды шлака являются источником радиоактивности и могут создать повышенный радиационный фон.
Керамзитовый. Щебень этого типа является результатом дробления нефракционного керамзита и может включаться в состав легких низкомарочных бетонов, не используемых для устройства фундаментов из-за невысокой несущей способности.
Вторичный. Материалом такого щебня служат отходы строительного производства – обломки бетона, кирпича, асфальта и их смеси. Для практического применения они дробятся до размера, допускающего их использование в качестве наполнителя бетонной смеси. Лучшим полуфабрикатом для изготовления вторичного щебня служат бывшие в употреблении бетонные изделия. Далее идет кирпич и другие минеральные материалы, не содержащие посторонние примеси. Несмотря на возможность использования вторичного щебня для устройства фундаментов, лучше его применять на строительстве облегченных зданий и сооружений не жилого назначения – беседок, сараев, хозблоков и т.п.

В настоящее время щебень не входит в категорию дефицитной продукции, все его виды доступны и представлены в продаже. Каждый застройщик имеет возможность приобрести именно тот материал, который по техническим характеристикам и стоимости будет оптимальным для использования в фундаментах зданий и сооружений любого назначения и этажности.

Основные технические характеристики щебня

Технические и потребительские характеристики щебня зависят от происхождения и регулируются рядом государственных стандартов – ГОСТ 8267-93, ГОСТ 22263-76, ГОСТ 5578-94. Материал, предназначенный для фундамента, характеризуют следующие параметры:

зерновой состав;
прочность на сжатие (М);
морозостойкость;
лещадность;
радиоактивность и наличие вредных веществ;
содержание пылевидных и глинистых примесей.

Именно эти характеристики щебня принимаются во внимание при выборе материала для приготовления бетона. Каждая из них самостоятельно или с совместно с другими компонентами бетонной смеси обеспечивает конструкции фундамента необходимую прочность, несущую способность и нормативный срок службы. Естественно, чем прочнее щебень, тем лучше, но с точки зрения экономической целесообразности, при его выборе разумнее ориентироваться на те параметры, которые будут оптимальными для конкретных условий применения. Для этого желательно иметь более развернутое представление о технических характеристиках материала.

Зерновой состав

В соответствии с требованиями ГОСТ 8267-93, зерна щебня в своей массе имеют следующие размеры (фракции): 5 (3)-10, 10-20, 20-40, 40-70 (80) мм. В отдельных случаях поставщиком или продавцом может быть предложен смешанный материал фракций 5(3)-20, а также камень с поперечником до 120 и даже 150 мм. Деление щебня по размерам зерен производится рассевом на специальном оборудовании (грохотах – ситах с ячейками), чистота обеспечивается раздельным хранением. При выборе материала для фундамента чаще всего отдается предпочтение средней фракции (10-20, 20-40), однако вполне возможно использование отсева горных пород и с другим зерновым составом – ориентиром при этом служит величина предполагаемой нагрузки на готовую конструкцию.

Прочность

Этот параметр щебня является одним из самых важных и определяет марку материала по дробимости (М). Прочность камня зависит от многих факторов, но главную роль здесь играет его происхождение. У щебня из изверженных горных пород эта величина может составлять 1400 кг/см², а из осадочных и метаморфических – от 200 до 800, в лучшем случае до 1200 кг/см². Марка материала определяется производителем в ходе технического контроля при приемке продукции, заносится в паспорт отгружаемой партии и, при необходимости, может быть проверена потребителем. Испытания производятся в лабораторных условиях с использованием прессов приложением нагрузки до разрушения образцов. Оптимальная прочность щебня для фундамента жилого дома – 1200 кг/см², в качестве оснований и для легких хозяйственных построек допускается использование материала М-800.

Морозостойкость

Как и прочность, марка щебня по морозостойкости (F) относится к категории важнейших параметров материала. Она непосредственно влияет на срок эксплуатации конструкции, поскольку фундаменты зданий и сооружений во все времена года имеют непосредственный контакт с окружающей их внешней средой – грунтом, атмосферным воздухом. Морозостойкость щебня исследуется в лабораторных условиях и определяется количество циклов замораживания и оттаивания образцов с анализом потери формы и массы зерен. Данный параметр зависит от происхождения сырья, его значения:

гранитный: F300-F400;
шлаковый: F75-F200;
гравийный: F200-F300;
известковый: F25-F100;
вторичное сырье: F50-F75.

Расчеты и практика показывают, что для закладки бетонного фундамента малоэтажного жилого дома требуется щебень с морозостойкостью не ниже F300.

Лещадность

Качество фундаментной конструкции во многом зависит от лещадности щебня. Этот показатель характеризует форму отдельных зерен, которая, в свою очередь, оказывает влияние на несущую способность фундамента. ГОСТ 8267-93 ограничивает количество гранул пластинчатой и игловатой формы величиной по весу в 35% от общей массы. Лучшим для фундамента считается щебень с зернами кубической, остроугольной и клиновидной формы, имеющий лещадность до 15 %. Материал с показателем, превышающим эту величину, не обеспечит фундаментной конструкции требуемую проектом прочность.

Радиоактивность

Этот показатель определяет степень эксплуатационной безопасности не только фундамента, но и здания, сооружения в целом. Он показывает суммарную удельную эффективную активность естественных радионуклидов и определяется лабораторным путем в ходе приемочного контроля. По нормативам, регламентируемым ГОСТ 8267-93, при строительстве жилых и общественных зданий допустимо использовать щебень, имеющий показатель радиоактивности до 370 Бк/кг, производственных помещений – 740 Бк/кг.

Чистота материала

Большое значение для получения качественного бетона, наряду с прочими, имеет чистота минерального заполнителя. В качестве загрязнителей могут выступать примеси щебня других фракций, песка, глины, включения органического происхождения (щепа, листва, корни деревьев и др.), куски металла, асбестовые волокна и иные минеральные компоненты. Все это негативно влияет на качество бетона, снижает его марку. Предотвращение загрязнения щебня необходимо производить и при его производстве, и при транспортировке, и при хранении. Некоторые добросовестные производители производят мойку материала перед отправкой потребителям. Чистоту щебня обеспечивает его раздельное хранение на специально оборудованных площадках и предотвращение загрязнения на других этапах, вплоть до приготовления бетона.

Заключение

Выбор щебня для фундамента – достаточно ответственная задача, решение которой предполагает грамотный и взвешенный подход, учет характеристик материала, знание теоретических и практических принципов строительного дела. На все случаи жизни невозможно дать однозначный совет, но некоторые моменты, связанные со спецификой строительства, очевидны:

при возведении кирпичного жилого дома, коттеджа необходимо использовать щебень высокой прочности, гранитный или гравийный;
для легких садовых или хозяйственных построек достаточно прибрести недорогой щебень из известняка или отходов кирпича, бетона;
при приготовлении бетона вручную удобнее использовать материал фракции 10-20 мм, поскольку более крупный тяжелее перемешивать;
для основания под фундамент можно использовать щебень низкой и средней прочности, с толщиной подушки не менее 30 см и уплотнением ручным или механическим способом;
при наличии в конструкции фундамента сетки из арматуры, зерна щебня не должны быть крупнее размеров ее ячеек.

Бетонный фундамент – оптимальный вариант для устройства основания здания или сооружения капитального типа. Наряду с маркой цемента, основные прочностные характеристики этой конструкции определяет щебень. Правильный его выбор обеспечит строению устойчивость, надежность, длительный срок службы без дополнительных затрат на укрепление или реконструкцию фундамента.