Как выбрать щебень для фундамента

В частном домостроительстве далеко не всегда обращают внимание на компоненты, используемые для приготовления бетона. Многие руководствуются устоявшимися стереотипами (например, цемент – марки портланд М500). В отношении щебня – это среднефракционные размеры, а каково его происхождение и характеристики, практически никого не интересует. И это, конечно, неправильно. Если вы хотите, чтобы ваш дом простоял не менее столетия (а кто этого не хочет?), то все его компоненты должны быть соответствующего качества, в том числе и щебень, используемый для приготовления бетона под фундамент.

Классификация и свойства щебня

Благоразумно поступают те, кто ориентируется не на советы знакомых, пускай даже профессиональных строителей – у них своё, давно сложившееся представление о том, что и как нужно использовать. И оно отнюдь не всегда правильное. А вот нормативные документы, те же СНиПы – другое дело. В частности, такой документ есть и в отношении щебня, его классификации и требуемых характеристик.

Оказывается, этот строительный материал имеет множество разновидностей, сильно различающихся эксплуатационными свойствами, и при приготовлении фундаментного бетона их необходимо обязательно учитывать.

Существует мнение, что бетон вообще может обходиться без заполнителя крупной фракции. Это действительно так, такие смеси называют пескобетонами, но их сфера применимости – преимущественно стяжки и другие малонагруженные конструкции. Бетон без щебня для заливки фундамента совершенно непригоден, щебень в фундаменте является тем самым заполнителем, котрый и придаёт фундаменту необходимую прочность.

Существует несколько важных характеристик щебня, в соответствии с которыми выстраивается их классификационная сетка:

• используемый материал;
• фракционность щебня;
• его чистота;
• лещадность;
• показатель морозостойкости;
• прочность.

Правильный подход при выборе щебня для обустройства фундамента здания – принимать во внимание все перечисленные факторы.

Разновидности щебня

Щебеночное основание под фундамент в промышленном строительстве изготавливается в соответствии с ГОСТами – при заказе строительных материалов застройщики руководствуются именно этим документом, предоставляя соответствующие спецификации подрядчикам. Частные застройщики редко прибегают к использованию строительных нормативных документов, особенно с учётом того фактора, что бетонные смеси и растворы изготавливаются самостоятельно на месте.

И всё же правильный выбор базовых материалов для таких смесей важен, и щебень входит в их число наравне с песком и цементом. Более того, в отношении щебня количество критериев, которые нужно учитывать при выборе, намного больше, чем у других компонентов, поэтому имеет смысл ознакомиться с ними более подробно.

Материал

Щебень не является природным материалом. Вернее, камни малых размеров в естественных условиях встречаются, но отнюдь не в промышленных масштабах. Щебёнку изготавливают, измельчая с помощью специального оборудования валуны больших размеров, добываемые в карьерах. Иногда на эти цели идут остатки разрушенных бетонных конструкций.

Для приготовления фундаментного бетона используют щебень следующих разновидностей:

• гранитный, самый распространённый вид строительного щебня. Гранит классифицируется как горная порода, обладающая увеличенной прочностью, поэтому эта разновидность щебня может использоваться при возведении зданий с самым высоким уровнем нагрузки на основание. Если говорить о частном строительстве, то принято считать, что такой наполнитель для бетона считается излишне прочным, поэтому в целях экономии часто используют более дешёвые виды щебня;
• гравийный щебень. Прочностные свойства гравия уступают граниту, но и стоит он дешевле. Именно поэтому он чаще используется в индивидуальном строительстве. Стоит учесть, что и гравий является далеко не однородным материал, поскольку может образовываться из пород, обладающий разность степенью прочности;
• известняковый щебень дешёв, но для капитальных строений не пригоден. А вот для хозпостроек и даже небольшого летнего дачного домика с ленточным фундаментом этот тип наполнителя считается вполне подходящим;
• шлаковый щебень производят из прогоревшего угля. Он дешёв, но встречается только в местности, где шлак образуется в больших количествах (тепловые электростанции, промышленные предприятия, использующие каменный уголь в технологическом процессе). По прочности материал находится на одном уровне с известняковым щебнем, то есть его можно использовать для фундаментов с малой весовой нагрузкой;
• щебень из бетона тоже недорог, но по прочности он уступает только гранитной и гравийной разновидностям. Как и шлаковый, встречается редко, изготавливается посредством переработки старых бетонных элементов разрушенных конструкций.

Фракционность

Современное оборудование, используемое для размельчения валунов, не в состоянии обеспечить на выходе щебень с примерно одинаковыми линейными размерами камней. Для обеспечения примерно одинаковых сцепных, прочностных и иных характеристик его сортируют, разделяя на фракции в соответствии с размерами.

Существуют фракции стандартного размера и так называемый «нестандарт». Под стандартными размерами подразумевают щебень следующих фракций (указывается диапазон наибольшего и наименьшего размера камня в любом направлении в см):

• 0,2-0,5;
• 0,5-1,0;
• 1,0-2,0;
• 2,0-4,0;
• 4,0-8,0.

Какой фракции необходим щебень для обустройства фундамента, определяется расчётной нагрузкой на основание здания. Обычно для фундаментных бетонов задействую щебень фракционностью 0,4-4,0 см. Нестандартные фракции имеют размер порядка 80-160 мм. Такой щебень изготовляют по заказу, сфера применения которого – специальные виды бетона, используемые при заливе очень крупных объектов.

Частицы размерами 0-5 мм., остающиеся после фракционирования, называются отсевом. Он не используется для изготовления строительных смесей, поскольку из-за малых размеров не обладает нужной вяжущей способностью, характерной для бетона с крупным наполнителем. Сфера применения отсева – высыпка грунтовых дорог в дачных товариществах и в сельской местности.

Прочность

Прочностные характеристики считаются наиважнейшими для любых стройматериалов. Все знают, что такое марка цемента, что, чем она выше, тем прочнее будет цементная смесь. В отношении щебня существует аналогичная маркировка. Но прочность камня определяют в лабораторных условиях – отбирают образцы материала, с которыми затем проводят испытания по нескольким критериям – на истираемость, дробление, способность противостоять сжатию.

В итоге щебень будет отнесён к одной из следующих марок:

• М200 – материал с недопустимо низким показателем прочности;
• M300-M600 – щебень низкой прочности;
• M600-M800 – средняя прочность материала;
• M800-M1200 – прочный щебень;
• M1200-M1400 – щебёнка особо высокой прочности.

Для заливки фундамента малоэтажного частного дома рекомендуется использовать прочный щебень, марки M800 и выше. Для многоэтажного здания следует использовать щебень M1200. Прочные и особо прочные марки изготавливают из гранита и гравия. Наполнитель из отходов не покажет прочность выше M600, и известняковый и шлаковый камень имеют ещё меньшую прочность. Их использование для заливки фундамента недопустимо.

Морозостойкость

Точно так же, как прочность стройматериалов маркируется буквой «М», для морозостойкости принята цифровая классификация, начинающаяся с буквы F. Число, стоящее после буквы, обозначает количество циклов, которое выдержал испытуемый образец материала. Сами испытания представляют собой последовательность циклов из заморозки и последующего оттаивания щебня, которые проводят в специальной камере.

Морозостойкость щебня в наибольшей мере зависит от материала, из которого он изготовлен:

• для известнякового щебня это F25-F100;
• камень из раскрошенного бетона имеет морозостойкость F50-F75);
• шлак выдерживает 75-200 циклов без разрушения;
• у гравия этот показатель составляет F200-F300;
• самый морозостойкий – гранитный щебень (F300-F400).

В промышленном строительстве в средней полосе используют материал с показателем F250, но чем севернее, тем он должен быть выше.

Лещадность

Прочностные характеристики бетонной смеси зависят не только от используемого материала и среднего размера отдельный камней, но и их формы. В строительстве различают несколько разновидностей щебня в зависимости от его формы. Для фундаментного бетона лучшим считается материал кубовидной формы (разумеется, не в форме идеального куба, но с острыми гранями). В этом случае раствор максимально плотно будет обволакивать отдельные камешки, минимизируя количество пустот, от чего напрямую зависит прочность бетона.

Камни с более плоской формой, а также продолговатые называют лещадными. Наличие в щебне повышенной концентрации лещадных камней делает бетон менее прочным (раствор внутри конструкции будет распределяться неравномерно), поэтому при приобретении щебня следует обращать внимание на процентное соотношение лещадной и кубовидной фракций:

• если лещадность 10% и ниже – для фундамента это идеальный вариант;
• щебень с показателем 10-15% лещадности можно использовать для сооружения фундаментов слабонагруженных зданий (сарая, бани, забора);
• лещадность от 25% не может использоваться для приготовления фундаментного бетона.

Радиоактивность

Хотя показатель уровня радиационного излучения является особенностью щебня из гранита, которая никак не влияет на прочностные характеристики раствора, его нужно принимать во внимание с точки зрения экологии. В природных условиях практически все горные породы, особенно залегаемые на большой глубине, немного фонят – это естественное слабое радиационное излучение, виновником которого являются входящие в гранит частицы цезия/урана.

Если щебень приобретается официально, в сертификате показатель радиационного излучения должен быть обязательно указан. Обычно на это не обращают внимания, но в последнее время, когда экологические проблемы постоянно присутствуют на первых полосах газет и на телевидении, этот фактор превратился в значимый.

Классификация природных камней по содержанию радионуклидов (согласно действующим нормам СНиП) выгладит следующим образом:

• I класс – не более 370 Бк/кг. Показатель считается безопасным для частного домостроительства, как и для использования такого щебня в любой другой сфере;
• II класс – 370-740 Бк/кг. В жилищном строительстве материал с таким уровнем радиационного излучения применять нельзя, но для укладки дорог местного уровня такой щебень допустим;
• III класс – свыше 740 Бк/кг. Щебень с таким показателем применяется при строительстве автострад.

Какой щебень оптимален для заливки фундамента

Безусловно, такие важные характеристики, как прочность, лещадность, стойкость к перепадам температур нужно учитывать в первую очередь. Но нельзя забывать и о второстепенных свойствах, например, о радиоактивности. Вы должны знать, чем выше марка щебня, тем больше он излучает, так что, если вы считаете прочность очень важным критерием, при покупке щебня марки М800 рекомендуется провести радиометрический контроль этого материала.

И ещё несколько советов. Пытаясь сэкономить, вы рискуете приобрести на вторичном рынке щебень, изготовленный из боя кирпича или бетона. Не стоит говорить, что такой щебень непригоден для обустройства фундамента жилого дома, вне зависимости от его этажности. Как показывает практика, в процессе эксплуатации донорский материал мог ухудшить свои изначальные характеристики, причём в значительной степени. Проверить, не является ли кирпич столетним, вы вряд ли сможете.

И всегда изучайте внешность камней. Мы уже знаем, какой формы щебень лучше использовать для фундаментного бетона – кубовидный, с острыми гранями. Желательно, чтобы поверхность была шероховатой. Если она гладкая – перед вами, скорее всего, речной гравий, который сам по себе достаточно прочный и с низкими показателями лещадности.

Но из-за отполированных водой на протяжении многих столетий рёбер бетон может оказаться недостаточно прочным, поскольку требуемого контакта между отдельными камнями не будет. А вот горный гравий обладает достаточной шероховатостью, чтобы его можно было без опаски использовать при возведении частных домов.

Ведь что собой представляет бетон? Это камни щебня, образующие в смеси макрокаркас, связанные цементом и песком. Именно на гранитный каркас и будет приходиться основная нагрузка. Так что прочный и надёжный бетон получится только из щебня, который сможет выдержать большую статическую нагрузку, не разрушаясь, при этом все камни в смеси будут надёжно соединены друг с другом.

И напоследок – немного конкретики. Рассмотрим, щебень какой фракции следует выбрать для элементов фундаментов (лента, отмостки, подушка).

Что касается самого фундамента, будь то монолитная плита или лента, то здесь нужно не поскупиться и приобрести щебень средних фракций. Для остальных конструктивных элементов фундамента можно использовать и менее дорогой стройматериал.

Фракция щебня, требуемая для устройства подушки

Если вы хотите, чтобы подложка под фундамент была песчано-гравийной, щебёнка должна иметь фракционность на уровне М600-М800, при этом отдельные камни должны обладать размерами порядка 4 см.

Бетонная подушка встречается реже, но и здесь требования к щебню те же.

При смешанном типе подушки её делают двухслойной: сначала засыпается слой чистого песочного песка толщиной до 30 см, и сверху выкладывают слой щебня таких же размеров. Оба слоя тщательно утрамбовывают, песок при этом желательно намочить, мокрый материал уплотняется намного лучше.

Напоминаем, что подушка требуется для всех видов ленточного и монолитного фундамента. Её основное предназначение – компенсация силовых нагрузок на грунт, в результате чего риск просадки фундамента снижается дол минимального.

Для подбетонка

Кроме подушки, еще одним защитным слоем является подбетонка – это тонкий страховочный слой бетона, защищающий основную смесь, заливаемую в опалубку, он потери влаги и неравномерного высыхания.

Дело в том, что заливаемый в форму бетон должен обладать достаточно жидкой консистенцией, чтобы заполнять пространство между отдельными камнями. Но в этом случае вода как самая летучая часть раствора будет собираться внизу и просачиваться в почву, изменяя прочностные свойства раствора. Подбетонка призвана препятствовать этому процессу, создавая необходимые предпосылки для более равномерного застывания и набора прочности бетоном.

Щебень для этих целей можно использовать размером до двух сантиметров, но если вместо воды используется жидкий битум, понадобятся камни вдвое большего размера. Насколько такой бетон будет прочным, роли не играет.

Для отмостки

Основная функция отмостков – защита основания здания от подмыва атмосферными осадками. Для большей эффективности отмостки снабжают дренажной системой, позволяющей отводить дождевую воду в безопасное место.

Поскольку отмостки вместе с дренажом не будут испытывать больших нагрузок, для их устройства используют мелкофракционный известняковый, бетонный или шлаковый щебень. Подушку для отмостки обустраивать не обязательно.

Основной вывод, который можно сделать из вышесказанного: щебень для бетона, используемого для устройства фундамента частного жома, нужно выбирать не менее тщательно, чем любой другой строительный материал, обращая внимание на его основные свойства.