Недостатки в использовании природных смесей вызваны их неоднородностью — разным содержанием гравия и песка, зернового состава и пустотности. В гравийно-песчаной смеси очень часто имеется галька и булыга.
Отмечается значительное колебание зернового и минералогического составов гравия. Так, в одном из карьеров на различных его участках зерновой состав гравия после отсева песка колебался для разных фракций в следующем интервале числовых значений: для фракции более 80 мм —от 5 до 13,7%; для 40—80 мм от 15,3 до 17%; для 25—40 мм —от 17 до 17,3%; для 5—25 мм —от 52,3 до 62,5%. Модуль крупности указанных проб гравия составляет 7,1—8,28 при средних значениях: объемной массы 1630 г/л, плотности 2,63, объема пустот 37,6%. При рассмотрении мелкого заполнителя отмечалось колебание в содержании песка, гравия, гальки и булыги в месторождениях различного генезиса. Однако даже для одного и того же песка и гравия изменение зерновых составов вызывает исключительно большое различие в объемной массе (от 1730 до 2500 г/см3) и объеме пустот в их смеси (от 16 до 26%).
В ГОСТ 8268—62 сказано, что гравий получается рассевом природных песчано-гравийных смесей. По ГОСТу гравием считаются зерна размером 5—70 мм; при этом по ряду условий, связанных с производством гидротехнических работ, допускается и более крупный гравий, что видно из ГОСТ 4797—64. Действительно, гидротехнические сооружения имеют большие размеры, при которых необходимо применять гравий (щебень) крупностью, значительно превышающей 70 мм,— фракции 80—120 мм, а в ряде случаев еще больших размеров. При этом для обеспечения стабильности зернового состава рекомендуется фракционировать гравий (щебень).
Эти рекомендации не отличаются от требований ГОСТ 8268—62, в котором ограничивается лишь максимальный размер гравия — 70 мм; дано указание о порядке визуального установления числа и размеров фракций с учетом условий производства работ, транспортирования и хранения. Наличие сепарации крупного заполнителя по фракциям — признак, который требует пересмотра решения о выборе числа и вида фракций, а также пересмотра способов транспортирования и хранения крупного заполнителя. В этом же ГОСТе формулируются очень важные условия для назначения зернового состава экспериментальным путем по показателям наибольшей плотности заполнителей и объемной массе.
Выше было отмечено, что иногда применяется заполнитель крупностью 120 мм и выше. В этом случае особое значение имеет ранее сказанное о сепарации фракций крупного заполнителя и приемах его введения в бетонную смесь, так как перемешивание такого крупного материала в бетоносмесителях может вызвать их поломку.
Для снижения стоимости бетонных работ особое значение имеет использование каменных материалов в точном соответствии с зонами работы конструкции (сооружения). Этот прием значительно расширяет возможность использования крупного каменного материала с разнообразными техническими свойствами (в том числе с низкой морозостойкостью, относительно невысокой прочностью, высокими истираемостью и водопоглощением и т. д.).
В ряде случаев бетонную смесь целесообразно приготавливать на заполнителе стандартных размеров и в объем бетонируемого объекта отдельно вводить крупный каменный материал, названный «изюмом». Такой способ бетонирования эффективен, так как уменьшается объем дробления каменных материалов, а также снижается расход цемента. Крупного камня в среднем может быть 25—30% от объема бетонной кладки. Технические требования к крупному камню аналогичны требованиям к крупному заполнителю.
При выборе камня руководствуются техническими требованиями, вытекающими из условий проектирования конструкций (сооружений) и бетона для них. Там, где бетон не будет подвергаться агрессивным физическим и химическим воздействиям, выбор камня обоснован только требованиями к прочности. Естественно, при выборе камня должны учитываться все требования ГОСТа, касающиеся чистоты кусков камня, содержания примесей, выветреной поверхности кусков.
Особое внимание нужно уделять использованию крупного каменного материала при производстве зимних бетонных работ. Недопустимо укладывать в бетонную смесь камень, на поверхности которого находится слой льда, из-за чего между поверхностью камня и цементным камнем контакт резко ухудшается.