Бетон из ПГС

Песчано-гравийная смесь — это строительный материал, состоящий из песка и гравия. Он широко распространен, поскольку применяется как в чистом виде, так и в качестве заполнителя в бетонных смесях.

Требования к песчано-гравийным смесям содержатся в ГОСТ 23735-2014 «Смеси песчано-гравийные для строительных работ. Технические условия».

Виды песчано-гравийных смесей

В соответствии с нормативом, песчано-гравийные смеси (или ПГС) производятся двух видов:

1. Природные песчано-гравийные смеси (ПГС), которые добывают из песчано-гравийных пород и поставляют без обработки или переработки.
2. Обогащенные песчано-гравийные смеси (ОПГС). Это смеси, получаемые после обработки природных гравийно-песчаных и валунно-гравийно-песчаных пород. В процессе обработки в смеси могут добавляться (или удаляться из них) некоторые фракции песка, гравия, а также пылевидные или глинистые частицы, валуны, с тем, чтобы смесь имела нормированные показатели фракций и соотношения песка и гравия.

Справка!

Песок, гравий и валуны — это окатанные в той или иной степени обломки минералов и горных пород. Различаются размерами: зерна песка имеют крупность от 0,05 до 5 м; зерна гравия — свыше 5 мм до 70 мм; валуны — свыше 70 мм.

Общие показатели свойств ПГС

ПГС и ОПГС имеют следующие общие нормируемые показатели:

1. Зерновой состав. Характеризуется содержанием фракций песка размерами менее 0,16 мм, 0,16–0,315 мм, 0,315–0,63 мм, 0,63–1,25 мм, 1,25–2,5,мм, 2,5–5 мм; фракций гравия — размерами 5–10 мм, 10–20 мм, 20–40 мм, 40-70 мм; фракций валунов — размерами 70–100 мм и 100–150 мм.
2. Содержание песка, гравия, валунов. Для природных песчано-гравийных смесей содержание гравия составляет от 10 до 90 % по массе.
3. Наибольшая крупность зерен гравия для ПГС — от 10 до 70 мм, для ОПГС применяются размеры зерен гравия 10, 20, 40 или 70 мм. Допускается поставка ПГС с наибольшей крупностью зерен гравия более 70 мм, но не более 150 мм.
4. Содержание глинистых и пылевидных частиц в ПГС не должно превышать 5 %, в том числе, содержание глины в комках — 1 %; в ОПГС — не более 3 % и 0,5 % соответственно.
5. Насыпная плотность.
6. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов (приведена в ГОСТ 30108, приложение А).
7. Коэффициент фильтрации (устанавливается по требованию потребителя).

Виды обогащенных песчано-гравийных смесей

ОПГС подразделяются на пять групп в зависимости от содержания гравия:

1. 15–25 %;
2. свыше 25 % до 35 %;
3. свыше 35 % до 50 %;
4. свыше 50 % до 65 %;
5. свыше 65 % до 75 %.

Чтобы получить такие показатели, в природную песчано-гравийную смесь могут добавляться (или удаляться из нее) те или иные составляющие.

Показатели гравийной составляющей смесей

Основными нормируемыми показателями гравийной составляющей ПГС и ОПГС являются:

1. зерновой состав;
2. прочность (должна соответствовать требованиям ГОСТ 8267);
3. содержание зерен слабых пород (должно соответствовать требованиям ГОСТ 8267);
4. содержание глинистых и пылевидных частиц;
5. содержание глины в комках;
6. минерало-петрографический состав.

Показатели песчаной составляющей смесей

К нормируемым показателям песчаной составляющей природных и обогащенных песчано-гравийных смесей относятся:

1. зерновой состав (пески в составе ПГС должны соответствовать требованиям ГОСТ 8736 к крупным, средним, мелким и очень мелким пескам, а в составе ОПГС — требованиям ГОСТ 8736 к крупным, средним и мелким пескам);
2. модуль крупности;
3. содержание глинистых и пылевидных частиц;
4. содержание глины в комках;
5. минерало-петрографический состав (по требованию потребителя).

Область применения песчано-гравийных смесей

ПГС и ОПГС, соответствующие ГОСТ 23735-2014 «Смеси песчано-гравийные для строительных работ. Технические условия», применяются:

1. для устройства нижних слоев оснований под дорожные покрытия, дорожных насыпей, дренирующих слоев, временных автомобильных дорог;
2. для обратной засыпки траншей и котлованов;
3. для устройства подушек под монолитные фундаменты;
4. для отсыпки оснований под площадки;
5. при благоустройстве территорий.

Однако этот стандарт не распространяется на ПГС, которые применяются в качестве заполнителей для бетонов.

Можно ли применять ПГС как заполнитель для бетона

Как было упомянуто выше, стандартные ПГС и ОПГС, соответствующие требованиям ГОСТ 23735-2014, не применяются для приготовления бетонов.

Однако на практике бетон из ПГС все же изготавливают. Речь в данном случае идет об объектах пониженного класса ответственности (по ГОСТ 27751 — КС-1). Это садовые площадки и дорожки, заборы, здания с ограниченными сроками службы и пребывания в них людей (хозяйственные постройки, бани, малоэтажные частные дома). Для возведения ответственных сооружений бетон из ПГС не применяется.

Почему ПГС применяют в составе бетона

Бетон — это композитный материал сложного состава. Его основной компонент — вяжущее (как правило, цемент). При смешивании цемента с водой запускаются химические реакции гидратации компонентов клинкера, что приводит через 28 суток (в нормальных условиях — 18–22 °С, влажность воздуха свыше 90 %) к образованию твердого цементного камня.

Однако цементный камень в процессе твердения дает большую усадку, что вызывает образование трещин, снижающих его прочность. Чтобы избежать этих нежелательных явлений, в бетонные смеси, помимо вяжущего и воды, вводят заполнители.

Заполнителями являются материалы, которые не вступают в реакции. Они имеют вид твердых зерен того или иного размера и в зависимости от крупности зерен, подразделяются на крупный и мелкий заполнитель.

Зерна крупного заполнителя выполняют роль каркаса, одновременно снижая количество вяжущего в бетонной смеси. Они могут занимать 70–80 % и более от объема бетона. Добавление крупного заполнителя снижает усадку и повышает прочность бетона.

Однако между крупными зернами такого заполнителя остаются значительные пустоты, которые должны быть заполнены цементным тестом. Чтобы снизить количество используемого цемента, в состав бетонной смеси включают мелкий заполнитель.

ГОСТ 25192-2012 «Межгосударственный стандарт. Бетоны. Классификация и общие технические требования» классифицирует бетоны по различным признакам. В зависимости средней плотности (то есть, массы кубометра бетона в килограммах), бетоны подразделяются на четыре группы:

1. особо легкие (средняя плотность меньше D800);
2. легкие (средняя плотность D800–D2000);
3. тяжелые (средняя плотность D2000–D2500);
4. особо тяжелые (средняя плотность свыше D2500).

Легкие бетоны, в соответствии с ГОСТ 25820-2014 «Межгосударственный стандарт. Бетоны легкие. Технические условия» — это бетоны на цементном вяжущем с природными или искусственными пористыми крупными неорганическими заполнителями, в качестве которых могут применяться такие материалы, как перлит, шунгит, аглопорит, вермикулит, керамзит и др.

Таким образом, легкие бетоны не приготавливают из ПГС.

Тяжелые бетоны, согласно ГОСТ 26633-2015 «Межгосударственный стандарт. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия», изготавливаются на цементном вяжущем и плотных заполнителях:

1. тяжелые — на крупном и мелком;
2. мелкозернистые — только на мелком.

В соответствии с нормативом, в качестве крупного плотного заполнителя в тяжелых бетонах применяются:

1. гравий из плотных горных пород (ГОСТ 8267);
2. щебень;
3. щебень из гравия;
4. щебень из дробленого бетона и железобетона (ГОСТ 32495);
5. щебень из доменных и ферросплавных шлаков черной металлургии (ГОСТ 5578);
6. щебень из отсевов дробления плотных горных пород (ГОСТ 31424) — только для бетонов класса не выше В35.

Плотность крупного заполнителя в тяжелых бетонах составляет 2000–3000 кг/м³, наибольшая крупность зерен устанавливается проектной документацией.

Плотный мелкий заполнитель применяется как в тяжелых, так и в мелкозернистых бетонах. Его плотность должна составлять 2000–2800 кг/м³ включительно, содержание глинистых и пылевидных частиц — до 3 % по массе (либо до 2 % — для бетонов класса по прочности выше В60).

В бетонных смесях в качестве мелкого заполнителя применяются следующие материалы:

1. природный песок (ГОСТ 8736);
2. песок из отсевов дробления горных пород по ГОСТ 31424 либо его смеси с природным песком;
3. песок из доменных и ферросплавных шлаков черной металлургии (ГОСТ 5578);
4. мелкозернистые золошлаковые смеси (ГОСТ 25592).

Итак, мы видим, что в состав ПГС входят те же материалы, которые являются составляющими ПГС и ОПГС. Вопрос только в их характеристиках и пропорциях, в которых они смешаны.

Плюсы и минусы использования ПГС в бетоне

Несомненными плюсами применения песчано-гравийных смесей для приготовления бетона являются:

1. Удобство применения. Смесь — это один материал, а не два, как крупный и мелкий заполнители.
2. Экономия. Стоимость ПГС ниже, чем у гравия (щебня) и песка по отдельности.

Но есть и определенные минусы (даже имея в виду, что ПГС используется только в бетоне, который применяется для возведения не ответственных объектов).

Основной минус — это сложность подбора количества ПГС на куб бетона. Необходимо учитывать соотношение песка и гравия, крупность зерен и пересчитывать состав смеси, чтобы получить бетон нужной прочности. Конечно, в индивидуальном строительстве, при возведении объектов пониженного класса ответственности, состав бетонной смеси подбирается приблизительно, ведь прочность готового бетона зависит не только от состава бетонной смеси, а еще и от многих других факторов.

Другой недостаток — наличие гравия в составе ПГС. Гравий — это окатанные обломки горных пород и минералов, которые имеют относительно гладкую поверхность, в отличие от более шероховатого щебня. Поэтому щебень в составе бетона обеспечивает лучшее сцепление с цементным камнем, и по этой причине он предпочтителен в качестве крупного заполнителя для бетона.

Как сделать бетон из ПГС

При возведении объектов частного строительства бетон можно получить двумя путями:

1. заказать на растворном узле;
2. смешать самостоятельно.

Первый путь часто отвергается по причине сложностей организационного плана. Бетон ждать не будет; как только его подвезли, необходимо начать укладку. А на практике зачастую к этому моменту обнаруживаются какие-то недочеты на строительной площадке. Требуется очень хорошая организация и тщательное планирование.

При этом, имея небольшую бетономешалку, бетонную смесь можно приготовить своими руками в подходящий момент, и она даже будет дешевле, чем готовая. Запас исходных материалов можно иметь под рукой.

Рассмотрим, как приготовить бетонную смесь с ПГС для возведения объектов пониженного класса ответственности.

Прежде всего, необходимо определить прочность бетона, который требуется для строительства.

Справка!

Прочность на сжатие — это основная нормируемая характеристика бетона. Именно по прочности выбирают бетон для возведения тех или иных объектов. Тяжелые бетоны могут иметь классы по прочности на сжатие В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В50; В55; В60; В65; В70; В75; В80, и промежуточные классы — В22,5 и В27,5.

Числовой коэффициент здесь указывает на усилие в МПа, которое 95 % образцов бетона данного состава выдерживают без разрушения, то есть, чем выше коэффициент, тем больше прочность бетона на сжатие.

В капитальном строительстве прочность бетона выбирают по методике предельных состояний, а состав бетонной смеси подбирают по рекомендациям ГОСТ 27006–2019. «Бетоны. Правила подбора состава» и тестируют в лаборатории. В индивидуальном строительстве состав бетонной смеси подбирают приблизительно, с некоторым излишком прочности, ориентируясь на известные рецептуры.

Прочность бетона, как было сказано выше, зависит от многих факторов, в числе которых свежесть, тонкость помола и гранулометрия цемента и качество других материалов, методы перемешивания, укладки и уплотнения бетонной смеси, правильный уход за свежеуложенным бетоном.

Но основной фактор — это пропорции компонентов бетонной смеси, особенно — количество цемента на куб бетона и водоцементное соотношение. Чем больше количество цемента в бетонной смеси, и чем ниже водоцементное соотношение (но не менее 0,3), тем бетон прочнее. Однако прочность бетона должна быть достаточной, но не излишней, поскольку излишняя прочность повлечет за собой чрезмерные траты дорогостоящих материалов и финансовых средств.

В индивидуальном строительстве наиболее часто применяется бетон класса по прочности на сжатие В15.

Бетон такой прочности применяется для изготовления:

1. ленточных, плитных и столбчатых фундаментов для бань, деревянных домов не выше двух этажей, гаражей, хозяйственных построек;
2. фундаментов под столбы, террасы, заборы;
3. пола по грунту в гараже или на складе;
4. стяжек;
5. подготовки под основное дорожное покрытие и бордюры;
6. садовых дорожек и площадок.

Цемент для приготовления бетона выбирают класса по прочности на сжатие, как минимум, в два раза больше, чем планируемая прочность бетона. Например, если нам нужно получить бетон класса по прочности В15, цемент нужен класса по прочности от 32,5.

Если компоненты смеси измеряются по объему, например, ведрами, то на одно ведро 10 л цемента берут 32 л мелкого заполнителя и 49 л — крупного.

Если измерения ведутся по массе, то на одну массовую часть цемента берут 3,5 части мелкого заполнителя и 5,6 частей — крупного.

Таким образом, мы видим, что по массе количество мелкого заполнителя от общего количества заполнителей составляет около 38 %, а крупного, соответственно — 62 %.

Поскольку содержания гравия в ПГС варьирует от 10 до 90 %, можно применять в качестве смеси заполнителей ПГС с близким соотношением песка и гравия.

Также важна наибольшая крупность зерен крупного заполнителя бетона. Для армированных конструкций она должна составлять менее ¾ расстояния между стержнями арматуры. Если бетоном заливают стяжку, максимальная крупность зерен заполнителя выбирается в зависимости от толщины изделия и составляет обычно 5–15 мм; для дорожек — 5–20 мм.

В качестве смеси заполнителей для бетона, предназначенного для изготовления различных объектов индивидуального строительства, например, фундаментов легких малоэтажных домов, садовых дорожек, заборов и пр., предпочтительно использовать не ПГС, а ОПГС, поскольку это более чистый, свободный от примесей материал, и можно выбрать требуемое соотношение песка и гравия (в данном случае подойдет ОПГС 4-й группы).

Получается, что на одну массовую часть цемента класса по прочности 32,5 потребуется 9,1 части ОПГС 4-й группы.

Воду в бетонную смесь добавляют до получения нужной консистенции, однако следует помнить, что оптимальное ее количество — 0,3 от массы цемента.

Увеличение количества воды влечет снижение прочности бетона. Но «правильное» водоцементное соотношение позволяет получить только очень жесткую бетонную смесь, требующую значительной виброобработки с применением специального оборудования.

Советуем изучить: Заливка бетона

В современном строительстве все больше строителей предпочитают смеси, которые уплотняются под своим весом, с минимальной виброобработкой или даже без таковой. Тем более, строители частные, не всегда располагающие сложным оборудованием.

Современные пластификаторы и суперпластификаторы — это химические добавки, которые, будучи добавленными в бетонную смесь в ничтожно малом количестве (до 5 % от массы цемента), обеспечивают повышение ее подвижности на 3–4 пункта, то есть, жесткую смесь превращают в подвижную и самоукладывающуюся без виброобработки. Но это не единственное их достоинство.

Они повышают жизнеспособность раствора, предотвращают его расслаивание, снижают водопотребность, увеличивают прочность и долговечность бетона, а также позволяют экономить порядка 10 % цемента без снижения прочности бетона. Таким образом, стоимость этих добавок полностью и с лихвой окупается.

Каталог продукции CEMMIX

CemBase 5л

Cпециализированная высокоэффективная добавка для фундамента.

CemPlast 5л

Суперпластификатор для бетона

CemStone 5л

Комплексная добавка для кладочных и строительных растворов.

CemThermo 5л

Специализированная высокоэффективная пластифицирующая и упрочняющая добавка для заливки теплых полов.

Plastix 10л

Пластификатор для бетонов и строительных растворов.

Компания CEMMIX производит линейку пластифицирующих и суперпластифицирующих добавок для различных видов строительных и ремонтных работ:

1. Plastix — пластификатор для бетонов и растворов,
2. Cem Base — для фундаментов,
3. CemPlast — для товарного бетона,
4. Cem Stone — для кладки,
5. CemThermo — для стяжек и теплых полов.

Добавки CEMMIX — это современные высокотехнологичные материалы, которые высоко ценятся как в капитальном, так и в индивидуальном строительстве. Их применение позволяет экономить финансовые средства, время, трудозатраты и получать качественные бетонные изделия.

Все добавки CEMMIX доступны в розничных строительных сетях, а также для покупки оптом по сниженным ценам. Мы приглашаем региональных дистрибьюторов зарабатывать на продаже востребованных строительных материалов вместе с нами. Гарантируем информационную поддержку, постоянное наличие товара на складах, быструю отгрузку и гибкий подход к каждому клиенту.