Как правильно рассчитать и купить щебень

Расчет щебня необходим, чтобы приобрести нужное количество материала для работ и обеспечения продолжительного срока эксплуатации. Перед работами необходима правильная подготовка,  расчеты количества материалов, в том числе и щебня.  Оптимизировать затраты можно предварительно рассчитав количество материала.

Важные характеристики щебня

Щебень используется для выполнения фундаментов, обустройства дорог, декоративных отделок клумб и многого другого.

Перед тем как выбрать щебень, стоит учитывать следующие основные характеристики:

• Прочность. Этот показатель (марка) характеризует восприятия материалом механических нагрузок (усилий). Обозначается буквой и цифрами. Для определения характеристики прикладывается сила и выдерживается определенный промежуток времени. После такого воздействия устанавливается процент потери массы. Далее на основании ГОСТ определяется значение марки, к примеру, М 200 или М 1400, то есть 200 МПА или 1400 МПа – это показатели приложенной нагрузки, которую выдерживает материал.
• Морозостойкость. Этим показателем определяется количество замораживаний и оттаиваний без утраты первоначальных свойств. Указанное количество обозначается буквой F c цифровым показателем. Марки морозостойкости варьируются от F15 до F400, соответственно, чем выше цифра, тем выше стойкость к перепадам.
• Лещадность. Этот показатель указывает количество иглообразных и плоских частиц в камнях, или наличие в щебне зерен неправильной формы. Если этих частиц содержится большое количество, то пустот внутри материала больше, что существенно отмечается при трамбовке. Всего существует пять групп процентного содержания этих составляющих. К примеру, в I -10 % зерен, а в V- до 50 %.

Помимо важных характеристик материала не стоит пренебрегать такими качествами, как адгезия; водопоглощение; водостойкость; влагоотдача; содержание глинистых; пылевидных частиц и зерен слабых пород; показатель насыпной плотности и радиоактивности.

Виды бетонных смесей

Бетонная смесь приготавливается в специальных мешалках, в ее составе содержится щебень песок и цемент. Смеси подразделяются на виды.

По назначению

Всего существует две разновидности:

• Обычные используемые для изготовления конструктивных элементов зданий, таких как, фундаменты, плиты, колонны, стеновые панели. Если в смеси имеется наполнитель мелкой фракции, то этот материал используется на проведение отделки.
• Специальные смеси применяются для строительства мостов, дамб, дорог, ГЭС, аэродромов. Имеются составы теплоизоляционные, отделочные в  том числе с декоративными камнями, устойчивые к агрессивным средам, с высокой огнеупорностью, звукопоглощением, рентген стойкие.

По степени тяжести

Вес бетонной смеси зависим от наполнителя, то есть чем масса бетона и наполнителя прямо пропорциональны.

Виды по степени тяжести бетона:

• Особо тяжелый. Это специальные составы, рассчитанные на большие нагрузки. Сюда же относятся рентген стойкие бетоны с наполнителем из свинцовой или чугунной дроби для сдерживания радиации
• Тяжелый. В качестве наполнителя добавляется базальт, известняк или гранит. Используется для изготовления сборного железобетона.
• Легкий. Это керамзитобетон, арболит, перлитовый бетон, керамзитобетон и вермикулитовый бетон. Плотность в твердом состоянии низкая, поэтому с малым весом. Используется в качестве утеплителя.
• Особо легкий. В этот состав входят невесомые легкие наполнители, к примеру, пенополистирол, тырса- или торфобетон.  Материал применяется для утепления.

По удобоукладываемости

Данный критерий способствует удержанию воды, а данная способность зависима от ингредиентов, входящих в его состав.

Согласно проведенным расчетам, на основании ГОСТ, чем больше продолжительность содержания в составе смеси воды и при этом не наблюдается расслоений, тем более удобный считается бетон в укладке.

По концентрации вяжущего вещества

Этим критерием определяется соотношение наполнителя и вяжущего. Бетонные смеси приготавливаются на основании технических норм, но существует возможность приготовления по собственному рецепту.

Бетонные смеси по типу вяжущего:

• Тощие. Концентрация вяжущего вещества низкая, соответственно марка тоже невысокая.
• Жирные. Вяжущее вещество добавлено в высоких концентрациях, поэтому бетон высокой прочности и пластичности.
• Товарные. Это смеси, приготовленные по стандартам с сертификатами качества, характеристики прочности нормативные, деформаций не наблюдается.

По подвижности

Это свойство характеризуется растеканием под действием собственной массы. Смесь больше растекается, если она легче, но это зависимо от количества пластификатора и количества жидкости.

Согласно действующим техническим условиям подразделяются следующие виды подвижностей:

• Малоподвижная. П1.
• Подвижная. П 2.
• Сильно подвижная. П3.
• Литая . П4.

Усадка бетона измеряется сползанием смеси после поднятия конуса, в который предварительно ее заливают.

Расчет щебня для фундамента

Перед тем как выполнить расчет необходимы знания о погрешностях и некоторых факторах:

• Размеры камней (фракций). Если материал мелкий, то соответственно он плотнее и его больше поместиться в одну емкость. Расчетным путем установлено, что 1м3 зерен размером от 5 до 20 мм весит 1360 кг, а если фракции от 40 до 70 мм, то вес составляет 1320 кг. Но если в расчет принять относительное значение, то существенной разности нет.
• Показатель лещадности. От данного фактора зависим коэффициент уплотнения, то есть если меньше в смеси камней неправильной формы, то и уплотнение будет больше. Чем  ниже процент содержания зерен, тем выше класс лещадности.
• Свойства влагопоглощения. Чем больше пор в щебне, тем выше эти свойства.
• Плотность. Плотность щебня разная, поэтому и вес тоже разнится.
• Для расчета количества наполнителя (щебня) учитываются следующие данные:
• Толщина слоя конструкции.
• Площадь изготавливаемого изделия.
• Удельный вес материала.
• Коэффициент по уплотнению. Этот показатель необходимо принимать 1,3.
• Удельный вес и плотность указываются заводом-изготовителем в сертификатах. Если эти данные не указаны, то принимаются средние величины. Плотность насыпная ниже, чем фактическая, так как в учет не принимаются пустоты между зернами.

Важно также учитывать такой показатель, как качество материала. Вся конструкция должна быть изготовлена из зерен одной фракции или одного размера. При использовании камней разных величин будет неравномерное распределение между пустот смеси, что отрицательно скажется на прочности конструкции в целом. В связи с этим смешивание камней крупных, средних и мелких стоит исключить. Также не стоит для замешивания бетонного раствора камни с налетом от водорослей или глиняными вкраплениями.

Расчет в цифрах

С помощью арифметических действий вычисляется количество потребного материала.

Для окончательного расчета объема смеси необходимо рассчитать потребность в щебне на 1 м3. К примеру, слой укладки бетона толщиной 20 см. После можно приступить к простым школьным вычислениям, а именно 1м х 1 м х 0,2 м. В итоге получается 0,2 м3.

Далее полученное значение перемножается на удельный вес материала и коэффициент по уплотнению. Итоговый показатель (если щебень гранитный) 0,2 м3х 1,47 т х 1,3 получится

0,382 м .

После производится вычисление объема материала для всей конструкции поэтапно по данному алгоритму.

Расчет кубов щебня на 1 куб бетона

Растворы бетонных смесей со щебеночным наполнителем приготавливаются для возведения фундаментов. Какое количество компонентов необходимо для состава узнаете из справочных материалов, и вычисляется самостоятельно.

Первый вариант приготовления смеси

Из расчета на один кубометр смеси бетона вычисляется количество щебня. К примеру, если укладка одного слоя составляет 300 мм, то для вычисления объема необходимо перемножить параметры ширины, высоты и длины. То есть 1х1х0,3(в метрах) получается 0,3 м3.  Последнее число перемножается на удельный вес материала и коэффициент уплотнения.

Например, для возведения строительного сооружения применяется мраморный щебень. Материал обладает высокой прочностью, поэтому подходит для решения подобных задач.

Расчет получается таким: 0,3м3 х 1,3х 1,5т =0,585  м3. Последний показатель – это и есть объем щебенки, необходимый для замешивания одного куба бетона. Если существует необходимость определить количество материала для обустройства фундамента, то это значение необходимо перемножить на общую площадь.

Для расчета количества щебенки для строительства дорожного полотна  рекомендуется пользоваться вышеизложенным вычислением, но толщину слоя при этом брать 0,15 м.

Второй вариант приготовления смеси

Количество щебня для изготовления одного кубометра бетона можно по рецептурам приготовления. Произвести точный расчет ингредиентов не представляется возможным, так как их объем можно незначительно отличаться. Но, тем не менее, существуют пропорции, которых стоит придерживаться:

• Цемент – 1 часть.
• Щебенка – 1 часть.
• Песок строительный – 1 часть.
• Вода – добавляется постепенно (после предварительно перемешанных вместе компонентов), пока нужная концентрация не будет достигнута.

Чтобы получить состав нужной марки прочности, необходимо воспользоваться следующими табличными показателями:

Если при расчете применять табличные данные, то производить расчет будет намного проще. Однако необходимо выполнять перерасчет массы щебня в объем. Это связано с тем, что некоторые изготовители указывают реализуемый материал в кубометрах.

Для засыпки определенной площади

Чтобы вычислить количество щебеночного материала для засыпки определенной территории необходимо иметь следующие данные:

• Перемерить размеры площади по длине и ширине.
• Установить среднюю величину подсыпаемого слоя, то есть в нескольких местах измерить глубину и высчитать средний показатель.
• Определить коэффициент уплотнения щебенки.*
• Узнать удельный вес материала.*

*Последние значения представлены в документах от завода-изготовителя или сертификатах. Помимо этих значений узнаете показатели из государственных стандартов.

Последовательность выполнения расчетов:

1. Объем вычисляется по формуле: площадь помноженная на высоту. V = S X H Например, вычисление выполняется так: площадь территории, которую планируется засыпать щебнем составляет 200 м2,  при этом толщина слоя 150 мм. При перемножении двух значений получается, объем будет 30 м3.
2. Последнюю величину, то есть 30 м3 необходимо перемножить на К упл  и плотность насыпную. Согласно формуле,  M= V x 1,4 (1,4 – это средний показатель плотности для фракции зерен от 5 до 20 мм) х 1,3 То есть М = 30х1,4х1,3 = 54, 6 тонн.
3. Для получения объема щебня  нужно массу поделить на значение плотности насыпной V = 54,6 /1,4 = 39 м3

В процессе щебеночное основание изначально укладывается, а затем уплотняется катками.

Если расчет материала выполнен правильно, то удастся избежать больших финансовых расходов и срок эксплуатации изготовленной конструкции или дорожного тротуара будет увеличен.