Строительный щебень и его свойства

Фракции щебня

Как известно, полезные ископаемые делятся на рудные, т.е. содержащие металлы, и нерудные, которые металлы не содержат. Щебень — это строительный материал, произведенный из нерудных полезных ископаемых. Щебень получают на горнодобывающих предприятиях путём дробления гранита, диобаза, альбитофира и других горных пород.

Горные породы — это созданные природой смеси простых и сложных веществ (минералов). При производстве щебня сначала производят подрыв скал, содержащих нерудные полезные ископаемые, а затем обломки этих скал дробят в специальных камнедробильных установках.

На выходе получаются камни (зерна) разной величины, или, говоря профессиональным языком, камни разных фракций (слово фракция происходит от латинского fractus — сломанный, часть целого, обломок). Самая мелкая фракция щебня, который производят горнодобывающие предприятия Новосибирской области, составляет 5–20 мм (это зерна от 5 до 20 мм в длину), самая крупная — 70–150 мм. Всё, что больше этих размеров, называется бутовым камнем, всё, что меньше — отсевом.

Лещадность щебня

Одной из важнейших характеристик щебня является лещадность. Этот термин происходит от старославянского слова «лещадь», которое обозначает тонкую дощечку или плитку. Лещадность — это процентное содержание в щебне зёрен (камней) игольчатой (в виде игл) и пластинчатой (в виде пластин) форм.

У пластинчатых и игольчатых зёрен (камней) длина всегда превышает ширину в три и более раза. При трамбовке щебня такие зёрна плохо прилегают друг к другу, образуя большое количество пустот. В результате получается не очень прочный строительный материал, для производства которого требуется чрезмерное количество цементного раствора.

Отсюда вывод — чем меньше лещадность щебня (т.е. процентное содержание в нём зёрен в виде иголок и пластин), тем лучше качество строительного материала. При трамбовке лучше всего будут прилегать друг к другу зёрна (камни) кубовидной формы (приблизительно одинаковые по длине и ширине), которые дают возможность изготавливать строительные материалы с хорошими прочностными характеристиками.

Согласно ГОСТу (государственному стандарту) 8267-93, строительный щебень делится на пять групп по лещадности:

• I группа — кубовидный щебень (не более 10% зёрен игольчатой и пластинчатой форм);
• II группа — улучшенная (лещадность от 10 до 15%);
• III–V группы — обычные (с лещадностью от 15 до 50%, по возрастанию).

Чем меньше показатель лещадности щебня, тем больше затрат требуется для его изготовления (т.е. для придания ему кубовидной формы), и соответственно — тем дороже он стоит.

Морозостойкость щебня

Следующей наиважнейшей характеристикой щебня является морозостойкость. Она оценивается по количеству циклов замерзания-оттаивания, которые может выдержать щебень без существенных потерь в своей массе.

К примеру, если щебень заморозили и оттаяли 100 раз, и при этом он не потерял в массе (не осыпался) больше, чем это положено по нормативным документам (например, не более 5%), то такому щебню присваивается марка F100. Английская буква F в маркировке означает слово “freeze” — замораживать. Цифра 100 соответственно обозначает число циклов замерзания-оттаивания. По аналогичной схеме присваиваются марки морозостойкости и другим видам щебня.

В российских условиях для строительства применяется щебень марки не ниже F300.

Прочность щебня

Очень важной характеристикой щебня является его прочность. Прочность оценивается по способности щебня выдерживать три вида физических нагрузок:

1. сжатие (раздавливание),
2. истирание,
3. ударное воздействие.

После проверки щебня на каждый вид нагрузок ему присваивается соответствующая марка. Рассмотрим всё по порядку.

1. Прочность на сжатие

Проверяется при сдавливании щебня под прессом. После сдавливания щебень взвешивают и определяют, какой процент от первоначальной массы он потерял (т.е. насколько сильно раздробился).

В зависимости от результатов проверки щебню присваивают соответствующую марку прочности по дробимости при сжатии (раздавливании), которую обозначают буквой «М» (марка) и разными числами. Чем больше числовое значение, тем больше прочность щебня.

По прочности на сжатие щебень делят на пять групп:

• высокопрочный — М1200–М1400
• прочный — М800–М1200
• средней прочности — М600–М800
• слабой прочности — М300–М600
• очень слабой прочности — М200

2. Прочность на истираемость

Проверяется при вращении щебня в барабане, наполненном металлическими шарами. После испытаний щебень также взвешивают и определяют, какой процент от первоначальной массы он потерял (насколько сильно истёрся).

По результатам проверки щебню присваивают соответствующую марку прочности по истираемости, которую обозначают буквой «И» (истираемость) и разными числами. Чем меньше число — тем прочнее щебень.

Существует четыре марки прочности щебня по истираемости: И1, И2, И3, И4.

3. Прочность при ударных нагрузках

Испытания на сопротивление удару проводят следующим образом: щебень засыпают в специальную ёмкость, а затем с высоты полутора метров на него сбрасывают металлическую болванку весом 5 кг.

После удара щебень, как и в предыдущих испытаниях, взвешивают и определяют, какой процент от первоначальной массы он потерял. Затем щебню присваивается марка прочности на сопротивление удару, которая обозначается буквой «У» (удар) и числовыми значениями: У75 (максимальная ударопрочность), У50, У40, У30 (наименьшая).

Радиоактивность щебня

Поскольку щебень получают путём дробления скальных обломков, в его составе в той или иной степени присутствуют радиоактивные вещества. Радиоактивность (т.е. самопроизвольный распад, разрушение атомов тех или иных веществ) — это обычное явление в природе.

Однако в граните и других горных породах, из которых производят щебень, уровень концентрации таких самораспадающихся (радиоактивных) веществ может представлять опасность для жизни и здоровья людей.

Атомы — это очень мелкие частицы вещества, которые невозможно увидеть невооружённым глазом. При их самопроизвольном распаде образуются ещё более мелкие частицы, которые с огромной скоростью разлетаются вокруг и бомбардируют предметы, людей и животных, находящихся в непосредственной близости.

При ударе о живую клетку частицы распавшегося атома наносят ей повреждения, в результате которых человек или животное могут впоследствии умереть. При этом ни люди, ни животные не видят и не ощущают радиоактивного воздействия. Поэтому радиацию называют «невидимым убийцей».

При изготовлении щебня его проверяют на радиоактивность. В зависимости от результатов этих исследований щебню присваивают один из четырёх классов радиоактивности:

• I класс — подходит для всех видов строительных работ (внутренних и внешних);
• II класс — подходит только для строительства дорог и производственных сооружений в пределах населённых пунктов;
• III класс — подходит только для дорожных работ за пределами населённых пунктов;
• IV класс — может использоваться только за пределами населённых пунктов и только с разрешения специальных надзорных органов.

Виды строительного щебня

1. Гранитный щебень

Гранит — это очень твёрдая и очень распространённая на Земле горная порода (природная смесь простых и сложных веществ — минералов). Минералы, из которых состоит гранит, вкраплены в его состав в виде зёрен разного цвета — зелёных, серых, красных и т.д. Цвет самого гранита зависит от преобладания в его составе тех или иных минералов.

Гранит — это, по сути дела, застывшая магма, т.е. огненно-жидкая масса, которая вырвалась из глубин нашей планеты. Гранитный щебень изготавливают, взрывая скалы и измельчая их обломки в специальных камнедробильных машинах. В Новосибирске, в карьере Борок, существует производственная база для изготовления гранитного щебня.

Подробнее читайте в разделе Гранитный щебень.

2. Щебень из диабаза

Диабаз — это горная порода, которая так же, как и гранит, представляет собой застывшую магму. Однако по своему минеральному составу диабаз и гранит значительно друг от друга отличаются.

Что касается экологической чистоты, то диабаз в этом смысле несколько превосходит гранит, т.к. является менее радиоактивным. Щебень из диабаза изготавливают в Каменном карьере, расположенном в посёлке Горный Тогучинского района Новосибирской области.

3. Гравийный щебень

Состоит из гравия, т.е. из окатанных (сглаженных) обломков горных пород. Природные стихии (ветры, дожди, снегопады и т.д.), разрушая горы, разбрасывают их обломки по всей планете.

Спустя миллионы лет они оказываются за тысячи километров от места их происхождения — в реках, морях, озёрах и т.д. в виде небольших камней округлой формы. Это и есть гравий — остатки некогда больших и величественных гор.

Гладкая поверхность гравийного щебня (следствие разрушительного воздействия ветра и воды) плохо влияет на его сцепление с цементным раствором, поэтому как строительный материал он по своим качествам уступает гранитному щебню и щебню из диабаза, которые имеют шероховатую поверхность.

4. Известняковый щебень

Известняк — это горная порода органического происхождения, состоит из остатков древних организмов (например, раковин морских животных). В течение миллионов лет останки морских животных оседали на дне морей, спрессовывались, затвердевали и образовывали огромные залежи известняка.

Древние моря исчезли, а известняковые залежи превратились в горы. Известняковый щебень изготавливают также, как и гранитный — посредством взрывных работ в местах залегания соответствующей горной породы и последующей обработки её обломков в камнедробильных машинах.

По своим прочностным характеристикам известняковый щебень уступает гранитному, но превосходит его по экологичности за счёт низкого радиационного фона.

5. Вторичный щебень

Его изготавливают путём дробления строительного мусора — бетона, кирпича, асфальта и т.д. Такой щебень дешевле, но и менее прочен, подходит в основном для временных отсыпок и подсыпок.

6. Шлаковый щебень

Шлак — это твёрдые отходы, которые остаются после выплавки металла из руды. Щебень, изготовленный из этих отходов металлургической промышленности, называется шлаковым. Он легче, но также менее прочен. Применяется в ряде промышленных объектов и насыпей.

Итог

Выбор щебня зависит от цели его применения. Если нужна максимальная прочность и долговечность — выбирайте гранитный. Если нужна экономия — гравий или вторичный. Для несущих конструкций и фундамента важно учитывать фракцию, лещадность, прочность и морозостойкость.

Если вы не знаете, какой щебень выбрать — оставьте заявку на расчёт или позвоните: +7 (952) 924-34-79. Мы поможем вам подобрать нужный состав под ваш объект.