Открыть меню  Поиск

Характеристики щебня

Щебень. Фото ревда-щебень.рф

Реализация проектов в современном строительстве требует использования качественных материалов, это касается и щебня. Характеристики прочности и надежности играют основную роль в долговечности будущего сооружения. Однако, при выборе щебня следует учитывать и тщательно анализировать, принимать во внимание и другие свойства. К тому же материал находит активное применение не только в строительстве зданий и дорог. Поэтому в данной статье представлены характеристики щебня, некоторые из них требуют особого рассмотрения, поэтому проанализированы отдельно, ссылки представлены в тексте.

Добыча и производство

Щебень представляет собой сыпучий материал, получаемый путем дробления и сортировки горных пород, в редких случаях минералов, отходов металлургической промышленности или строительства, представляет собой камни (фракции) различных размеров. В зависимости от типа исходного сырья различается процесс производства, состав и характеристики щебня. Сырье природного происхождения требует добычи, которая может осуществляться в соответствии в различными технологиями (способами) и с применением целого спектра оборудования.

Сортировка. Фото Грунтовозов

Виды

Виды щебня возможно классифицировать в соответствии с различными критериями. Происхождение щебня позволяет выделить значительное количество разновидностей, некоторые вызывают повышенный интерес:

Керамзитовый щебень 5-10. Фото Грунтовозов

В соответствии с типом постобработки, после производства материал может быть подвержен дополнительной обработке, различают черный, цветной, мытый, галтованный. Всем видам присущи представленные далее характеристики, но каждый обладает собственными определенными показателями, величинами, которые и определяют сферы применения.

Физико-механические и технические свойства, определение и не только

Морозостойкость: F300 и другие марки

Морозостойкость — способность щебня в состоянии насыщения водой выдерживать многократное цикличное замораживание и оттаивание. Фракции щебня имеют микротрещины, в которые попадает влага, при замерзании увеличивающаяся в объеме примерно на 10%. Образующийся при этом лед оказывает давление на стенки материала. В результате со временем прочность камня снижается и материал разрушается.

Щебень является одним из компонентов асфальтобетона. Фото Грунтовозов

В особенно тяжелых ситуациях щебень оказывается будучи элементом дорожных покрытий. Поэтому для выполнения строительных и дорожных работ следует выбирать щебень с высокой морозостойкостью. Показатель обозначается буквой «F» и цифрой, обозначающей количество циклов заморозки и оттаивания, которые способен пережить материал без потери собственных качественных характеристик. Различают несколько марок щебня по морозостойкости, которые в свою очередь возможно разделить на три группы:

1) Высокоустойчивый щебень марок F200, F300 и F400 используется при возведении ответственных конструкций: мостовых опор, высотных зданий, строительстве объектов в условиях Крайнего Севера, в производстве железобетонных изделий, для осуществления наружных отсыпок.

2) Устойчивый щебень марок F50, F100 и F150 применяется при выполнении строительных работ в Средней полосе и южных районах.

3) Неустойчивый материал марок F15, F 25 и F50 подходит для устройства дренажных систем, для отсыпки, для выполнения внутренних работ.

Кроме этого, следует знать, что в строительстве требуется (в соответствии с ГОСТом) использование щебня марок не ниже F300, при возведении строений в северных районах — не ниже F400.

При выполнении работ в ландшафтном дизайне и при благоустройстве территорий показатель морозостойкости не столь важен. Однако, для сохранения сооружений и объектов в первоначальном виде рекомендуется выбирать щебень с высоким уровнем морозостойкости.

Показатель вычисляется в лабораторных условиях. Каждая фракция испытывается на морозостойкость отдельно. Для проведения испытаний от каждой фракции отбирается по два образца. Масса пробы для фракций должна быть не менее:

Масса образца, кг. Размер фракции, мм.
15-10
1,510-20
2,520-40
540 до 70 (80)

Фракции размером свыше 70 (80) мм. измельчаются и проводятся испытания с зернами от 40 до 70 мм.

В соответствии с ГОСТом 8269.0-97 морозостойкость определяется двумя способами:

1) Метод замораживания-оттаивания. Высушенный до постоянной массы образец щебня равномерно засыпается в металлическую емкость, заливается водой с температурой 20±5 градусов по Цельсию и выдерживается двое суток. Через 48 часов вода из сосуда сливается, щебень помещается в морозильную камеру, в которой температура составляет 18±2 градусов, на 4 часа. Затем сосуд с щебнем помещается в ванну с теплой водой температурой 20±5 по полного оттаивания материала, но не менее 2 часов. Далее циклы заморозки и оттаивания повторяются.

Морозостойкость щебня определяется в специальной морозильной камере. Фото Грунтовозов

После 15, 25 и каждых последующих 25 циклов образец высушивается до постоянной массы, просеивается через лабораторное контрольное сито. Сравнивается масса пробы с полученной после испытаний, определяется процент потери, показатель сопоставляется с допускаемым, указанным в ГОСТе. Если величина не превышает, то испытания продолжаются, в противном случае — тестирование прекращается и щебню присваивается марка, соответствующая показателю предыдущего цикла. Потеря массы образца определяется по следующей формуле

m = [(m-m1)/m]х100, где:

  • m — масса образца до испытания, гр.;
  • m1 — масса остатка на сите после соответствующего цикла, гр.

За результат тестирования принимается среднеарифметическое значение двух проведенных параллельно испытаний.

2) Ускоренный метод подразумевает применение раствора сернокислого натрия, которым заливается и выдерживается при комнатной температуре проба. По истечении 20 часов раствор сливается, щебень промывается, образец помещается в сушильный шкаф, в котором поддерживается температура в 105±5 градусов, на 4 часа. Затем проба охлаждается до комнатной температуры и вновь заливается раствором. Каждый последующий цикл включает выдержку образца в растворе сульфата натрия в течение 4 часов, сушку в течение 4 часов, охлаждение до комнатной температуры. После 3, 5, 10 и 15 циклов образец промывается горячей водой для удаления раствора, высушивается до постоянной массы и просеивается через сито. Потеря массы рассчитывается по той же форме, что и в предыдущем методе.

Влажность

Фракции мраморного щебня. Фото Петрович

Измерение влажности щебня является обязательным условием подготовки материала к выполнению строительных и дорожных работ. Излишняя влажность приводит к увеличению веса и объема, изменению плотности, ухудшению качества, развитию микроорганизмов и грибков. Существует несколько методик определения влажности щебня. В зависимости от фракции берется мерная проба: щебень до 20 мм. — образец массой 1 кг.; до 40 — 2,5; до 70 — 5.

В состоянии природной влажности образец щебня взвешивается, результат фиксируется и проба отправляется в сушильный шкаф до достижения постоянной массы. Для этого образец периодически взвешивается то тех пор, пока не достигается стабильный показатель массы. После полного остывания проба взвешивается повторно. Далее производятся вычисления, используется формула —

W = (m1 — m2) / m2 х100, где:

  • m1 — масса щебня в состоянии естественной влажности, гр;
  • m2 — масса материала в сухом состоянии, гр.

Выполняется два измерения и принимается среднеарифметическое из них. Расхождение результатов испытаний не должно превышать 1%, в противном случае тестирование необходимо повторить.

Кроме этого, для быстрого определения показателя может использоваться специальные приборы, например, влагометр.

Максимально допустимое значение влажности щебня устанавливается в договоре на поставку материала.

Коэффициент фильтрации

Данный показатель применим к ЩПС — щебеночно-песчаным смесям, которые представляют собой комплексный строительный материал, являющийся побочным продуктом при добыче и обработке горных пород. Характеристики ЩПС регламентируются ГОСТом.

ПЩС гранитный. Фото Грунтовозов

Существует несколько критериев, в соответствии с которыми возможно классифицировать ЩПС: зерновой состав, морозостойкость, марка прочности щебня, являющегося частью смеси, насыпная плотность, содержание глинистых и пылевидных частиц и коэффициент фильтрации, который характеризует глубину, на которую проникает в материал влага за сутки. В соответствии с ГОСТом 25607-2009 коэффициент готовых смесей должен быть не менее, м/сут:

  • 1 — для дренирующих слоев оснований автомобильных дорог;
  • 7 — для дренирующих слоев аэродромов;
  • 0,2 — для морозозащитных слоев оснований автомобильных дорог.

По требованию заказчика коэффициент указывают в документе, которым сопровождают каждую партию отгружаемой потребителя продукции.

Коэффициент разрыхления

Данная характеристика применима не к щебню, а к грунту, но с сыпучим материалом она также связана. Разрыхляемость — это способность грунта увеличиваться в объеме при выемке и разработке. Существует коэффициент первоначального и остаточного разрыхления грунта.

Грунт. Фото Грунтовозов

Первый показатель прямо пропорционален плотности, т.е., чем плотнее грунт в естественных условиях, тем больше объема он занимает в выбранном состоянии. Данный параметр влияет на объемы вывозки грунта.

Второй показатель демонстрирует, насколько грунт поддается усадке при трамбовке механизмами. Данный показатель имеет значение при реализации проектов в частном строительстве, в частности, при заказе гравия или щебня с целью устройства подушки под фундамент. Коэффициенты разрыхления представлены в СНИПах, также показатели возможно рассчитать самостоятельно, но в расчетах будут присутствуют погрешности.

Пустотность

Пустотность является важной характеристикой, представляет собой объем воздушного пространства между зернами. Показатель предопределяется зерновым составом материала, связан с насыпной массой и плотностью. Характеристика вызывает повышенный интерес пользователей Интернета, поэтому рассмотрена отдельно, более подробно.

Щебень шлаковый. Фото Дюна

Сколько весит: удельный вес и объемная масса

Подсчет веса и объема осуществляется на этапе проектирования строительного объекта. Грамотное выполнение расчетов обеспечивает беспрерывность работ и минимизирует финансовые потери. Показатель веса (удельного и объемного) измеряется в килограммах на один кубический метр, зависит от некоторых других характеристик: лещадность и фракция, а также от исходного сырья. Для определения веса используются справочные табличные данные и самостоятельные расчеты, подробнее о характеристике здесь.

Транспортная характеристика

Под транспортной характеристикой возможно рассматривать оборудование и специфику хранения, отгрузки-разгрузки и перевозки щебня. Данная информация с одной стороны не слишком влияет на выбор конечного потребителя. Но с другой — от условий хранения и перевозки зависят некоторые другие свойства материала. Кроме этого, и итоговая стоимость на продукцию формируется с учетом финансовых затрат на транспортировку.

Плотность

По данной характеристикой следует подразумевать сразу несколько показателей: истинная, средняя, насыпная, нередко различают объемную плотность. Наибольший интерес и заслуженно вызывает насыпная плотность. С помощью данного показателя возможно перевести объем материала в вес и обратно, что в свою очередь позволяет рассчитать необходимое для выполнения определенных работ количество щебня, проверить доставленный компанией по качеству и количеству щебень.

Пеностекольный щебень 5-20 мм. Фото Леруа Мерлен

На показатель влияет несколько факторов: размер и форма зерен, пористость, влажность, транспортировка и хранение. Определяется плотность несколькими методами. Подробная информация представлена в отдельной публикации.

Прочность и дробимость

Прочность является одной из трех основных характеристик, которые следует учитывать при выборе материала, особенно это актуально для строительных работ. Показатель обозначается буквой «М» и цифрой, которая и помогает определить уровень прочности. В соответствии с прочностью различают несколько марок, которые возможно разделить на несколько групп:

  • М1400-М1200 — высокопрочные марки;
  • М1200-М800 — прочные;
  • М800-М600 — средней прочности;
  • М600-М300 — низкой прочности;
  • М200 — особо слабой прочности.

Высокопрочный базальтовый щебень. Фото Грунтовозов

Щебень каждой марки предназначен для выполнения определенных работ, подробнее об этом здесь.

Прочность щебня зависит от нескольких параметров:

  • предел прочности исходного сырья;
  • дробимости зерен при сжатии;
  • износостойкость на истирание;
  • содержание зерен слабой породы;
  • морозостойкость.

В соответствии с ГОСТом прочность материала устанавливается по его дробимости при сжатии. Показатель определяется в лабораторных условиях опытным путем. Испытания проводятся в стальном цилиндре диаметром 75 или 150 мм. В емкость помещается щебень, на который оказывается воздействие различной силы. Зерна, предел прочности у которых ниже прикладываемого давления, частично разрушаются. Количество (процент) разрушившихся фрагментов определяется после испытания.

Гранитный щебень обладает высокой прочностью. Фото Грунтовозов

Полученная величина указывает на принадлежность щебня к определенной марке по прочности. Высокая прочность на сжатие требуется при использовании щебня в качестве наполнителя для высоконагруженных фундаментов высотных зданий, мостовых опор, арочных конструкций и перекрытий, автомобильных трасс с интенсивным движением, гидротехнических сооружений и т.д. Для решения перечисленных и подобных задач следует выбирать высокопрочный материал.

Для материала, предназначенного для изготовления асфальтобетона, основной характеристикой является прочность на истирание. В соответствии с ГОСТом различают четыре марки. Щебень самой высокой прочности относится к И1. Испытания на истирание осуществляются в полочном барабане, в который загружается материал и металлические (чугунные) шары в количестве 12 штук и массой по 400 грамм. Барабан вращается со скоростью в 30 об/мин. Принадлежность щебня к той или иной марке определяется по величине (проценту) потери массы.

Такая характеристика, как содержание зерен слабых пород, нередко рассматривается отдельно, но логичнее анализировать свойство вместе с прочностью. Дробление исходного сырья приводит к его неоднородности. В массе могут попадаться зерна с меньшей прочностью. В соответствии с ГОСТом для разных марок содержание слабых зерен различается и составляет:

  • щебень прочностью М1000-М1400 — до 5%;
  • М400-М800 — до 10%;
  • М200-М300 — до 15%.

Адгезия

Адгезия — характеристика, демонстрирующая способность и качество сцепления поверхности щебня с вяжущими веществами. Характеристика важна для материала, который будет использоваться для приготовления бетонных смесей, асфальтобетона. Многие источники утверждают, что адгезию возможно определить по цвету. Якобы серый и темно-серый камень обладает отличным сцеплением. Но такое мнение ошибочно.

Адгезия – способность вяжущих веществ сцепляться с щебнем. Фото Грунтовозов

При попытке определить адгезию материала возможно обратить внимание на его структуру и текстуру. Камень с шероховатой поверхностью обладает лучшей адгезией в сравнении с гладким. Подсказкой для определения адгезии является лещадность. Щебень с малым содержанием лещадных зерен обладает наилучшим сцеплением. Однако, точный показатель возможно определить в лабораторных условиях.

Влагоотдача и водопоглощение

Влагоотдача — характеристика, демонстрирующая способность щебня терять находящуюся в его порах воду при относительной влажности воздуха в 60% и температурой окружающей среды в 20 градусов по Цельсию. Показатель характеризуется количеством воды, измеряемым в процентах (по массе или объему), теряемым в течение суток. Показатель полезен в случае, если применение щебня предполагает его мытье и сушку. Данный показатель следует рассматривать в совокупности в водопоглощением.

Водопоглощение — характеристика, демонстрирующая способность щебня при длительном погружении в воду впитывать и удерживать влагу. Материал имеет поры и микротрещины, в которых может скапливаться вода. В зимнее время года вода превращается в лед, расширяется и приводит к разрушению целостности камня.

Для того, чтобы щебень набрал влагу, его погружают в воду. Фото Грунтовозов

Показатель измеряется в процентах относительно массы или объема сухого образца. Показатель для разных видов щебня варьируется в значительных пределах, наименьшим водопоглощением обладает гранит — не более 0,07, наибольшим — туф, до 34%. Высокое значение водопоглощения ухудшает свойства материала, увеличивает среднюю плотность, снижает прочность.

Водостойкость

Водостойкость (или влагостойкость) — показатель, определяющий изменение массы щебня после насыщения его водой и высушивания. Государственный стандарт устанавливает три марки по влагостойкости:

  • В1, потеря массы не превышает 1%;
  • В2, 1-3%;
  • В3, более 3%.

Согласно ГОСТу марка В1 присваивается материалу из изверженных и метаморфических пород с прочность более М600 и материалу из осадочных пород свыше М400. Для определения показателя других видов необходимо проведение лабораторных испытаний. Материал марки В1 универсален, может успешно применяться для решения любых задач. Щебень марок В2 и В3 имеет ограничения в применении, подходит для устройства временных дорог, засыпке ям и канав, а также других работах, где не требуется надежность и долговечность.

Радиоактивность

Гравийный щебень. Фото Грунтовозов

Показатель демонстрирует содержание естественных радионуклидов в сырье, используемом для производства щебня. Характеристика зависит от содержания урана, радия и прочих элементов, указывает на безопасность материала, возможность его использования для решения различных задач, измеряется в беккерелях на килограмм. Различают четыре класса радиоактивности:

  • Первый, содержание радионуклидов не превышает 370 Бк/кг. Щебень данного класса является самым безопасным, его возможно использовать для реализации любых проектов, подходит для строительства жилых домов, детских садов, больниц.
  • Второй, от 370 до 740 Бк/кг. Не рекомендуется для возведения объектов гражданского состояния. Предназначен для строительства дорог и промышленных зданий.
  • Третий, 740-1500 Бк/кг. Подходит для устройства нижних слоев дорог за пределами населенных пунктов.
  • Четвертый, более 1500 Бк/кг. Использование возможно только с разрешения Госкомсанэпиднадзора.

Третий и четвертый классы нередко объединяют, значение более 740 Бк/кг. Нередко в открытых источниках возможно встретить классификацию, в соответствии с которой различают два класса радиоактивности. Обусловлено это тем, что щебень, реализуемый компаниями, относится либо к первому, либо ко второму классу.

Лещадность

Лещадность является одной из трех основных характеристик, которые следует учитывать при выборе щебня для строительных и дорожных работ. Показатель определяет процент игольчатых и пластинчатых частиц, называемых лещадными. В соответствии с лещадностью выделяют пять групп щебня, каждая из которых предназначена для выполнения определенных работ. Подробная информация о характеристике представлена в отдельной публикации.

Известняковый щебень. Фото Грунтовозов

Содержание пылевидных и глинистых частиц

Пылевидные и глинистые включения — частицы, размер которых не превышает 0,05 мм., говоря понятным языком — это пыль. Их высокое содержание в щебне снижает способность материала к адгезии, что исключает возможность применения щебня для строительства дорог и в качестве наполнителя для бетона.

Кроме этого, частицы при контакте с водой набухают, что может повлиять на изменение массы материала. Показатель определяется по изменению массы (сравнения начальной и конечной массы) образца после отмучивания, т.е. принудительного растворения частиц в воде, куда помещается проба щебня. Государственный стандарт регулирует содержание пыли: в щебне из магматических и метаморфических пород процент частиц по массе не должно превышать единицу, из осадочных пород марок М600-М1200 — 2 и М200-М400 — 3.

Какой лучше

Определить лучший щебень сложно, так как для выполнения различных работ оптимальным вариантом будет выступать определенный материал. Поэтому при выборе следует прежде всего учитывать бюджет и специфику выполняемых работ, определить какие свойства материала важны для реализации поставленных задач.

Видео

Где купить

Большое количество предприятий реализует оптом и в розницу щебень с различными характеристиками для решения целого спектра задач, компании представлены здесь.


Adblock
detector
Поиск по сайту