Фракции и характеристики щебня

Щебень средней фракции

Известняковый щебень 20-40. Фото Грунтовозов

Щебень представляет собой сыпучий строительный материал, получаемый из горных пород или отходов металлургической и строительной отрасли. Производство щебня осуществляется посредством измельчения и грохочения исходного сырья, добыча которого выполняется в карьерах. Многообразие свойств сырья обеспечивает различия в характеристиках щебня. Существует несколько критериев для классификации, что позволяет упорядочить информацию о видах щебня. Основными параметрами для разделения является происхождение, тип постобработки и фракция.Далее

Технические характеристики щебня

1. Лещадность

   Лещадность— показатель, который определяет степень плоскости материала. Чем он более плоский, то есть лещадный, тем плотнее частицы прилегают друг к другу. Расход материала меньше, а прочность конструкции выше.

   Разновидности щебня по уровню лещадности:

   низкая с процентом пластинчатых и игловатых форм — 15-20%;

2. обычная группа — 30-40%;
3. общестроительная — свыше 40%.
4. Фракция

   Фракция— размер частиц материала. Самая мелкая фракция щебня — обломки до 5 мм, самая крупная фракция щебня — до 300 мм. В зависимости от размера фракций щебень используют для строительства, дренажа и декоративных целей.

5. Марка по прочности

   Это характеристика материала по показателям предела горной породы, то есть какие нагрузки он выдерживает в процессе строительства, при уплотнении катками.

   Самый востребованный щебень — высокопрочный М1200–1400. Далее идет прочный М800–1200, средней прочности М600–800, слабый М300–600 и очень слабый М200.

6. Цвет

   Цвет определяют пигменты, которые окрашивают горную породу в различные оттенки:

   в гранитный щебень входят частицы полевого шпата, слюды, кварца розового и серого цвета;

7. известняковый состоит из карбоната кальция, который придает бело-серый оттенок.
8. Природа происхождения щебня

   гравийный получают из осадочных пород, он рыхлый, с вкраплениями твердых частиц, края сглаженные;

9. известняковый произошел из окаменелых остатков моллюсков, который населяли океан миллионы лет назад; он обладает самой низкой радиоактивностью, его просто добывать и обрабатывать.
10. Прочность

    Зависит от способности материала выдерживать нагрузки. Любые виды щебня должны иметь в составе не более 15% примесей, которые снижают прочность. Материал с количеством примесей мягких пород более 15–20% называется гравием и подходит для возведения временных конструкций, отсыпки дорог без твердого покрытия и других работ, где не нужна высокая прочность.

11. Плотность

    Бывает истинная и насыпная. Истинная — средняя плотность зерен, которая зависит от типа породы:

    гранит — 2 600–2 650 кг/м3;

12. гравий — 2 600 кг/м3.

Насыпная плотность — масса 1 м3 материала. Чем мельче размер зерна, тем выше насыпная плотность.

Морозостойкость

— способность сохранять прочность при определенном количестве циклов заморозки и разморозки. У разных марок она бывает от F15 до F400, где F — маркировка морозостойкости, а число — количество циклов.

Радиоактивность

— важный показатель качества, который зависит от породы. У гранита радиоактивность самая высокая, у известняка — самая низкая.

Классы радиоактивности:

I класс — радиоактивный фон ниже 370 Бк/кг; щебень подходит для любых работ, особенно для строительства домов;

Применение различных марок щебня

Прочностные характеристики определяют сферу применения щебня:

• Материал марок М200–М400 практически не используют в строительстве. Он подходит только для оформительских работ.
• М600 востребован в малоэтажном строительстве, а также для изготовления небольших железобетонных изделий.
• М800 и М1000 относят к наиболее популярным маркам. Такой щебень оптимально подходит для создания монолитных конструкций, строительства дорог и устройства фундаментов.
• М1200 и М1400 используют для создания мостов и других конструкций, подверженных высоким нагрузкам.

Щебень в бетоне

Помимо дробимости и истираемости щебень отличается показателями морозостойкости, наличием примесей, лещадностью, насыпной плотностью и гигроскопичностью. Для более точного подбора материала эти параметры также необходимо учитывать.

Виды фракций

Фракция щебня – размер зерен отдельной группы конкретного вида сыпучего или кускового материала. Её значение оказывает непосредственное влияние на применимость того или иного вида, способ получения (добычи), себестоимость и цену на потребительском рынке.

Щебень наиболее популярных фракций

Если говорить о том, какие бывают фракции щебня, можно выделить более десяти групп, со свойственным индивидуальным размером. Однако в большинстве случаев используется классификация, разделяющая продукт всего на 4 вида:

• Размер зерен 0-5 мм – отсев.
• Размер зерен 5-20 мм – мелкий.
• Размер зерен 20-40 мм – средний.
• Размер зерен 40-70 мм – крупный.

Тем не менее, мы рассмотрим и другие виды фракций, встречающиеся в зависимости от типа щебня.

Интересно! Под фракцией подразумевается часть сыпучего или кускового материала, объединённая по единому признаку. В данном случае – размеру отдельных зёрен (Большая Советская Энциклопедия).

Общая характеристика материала

В качестве исходного сырья для производства щебня чаще используется известняк или гранит из осадочных пластов земли. Существует так называемый вторичный материал. Его изготавливают из металлургического отвального шлака и мусора со строительных площадок. К последним относится демонтированный кирпич, бетон, асфальт.

Исходное сырье проходит несколько стадий обработки. Сначала на дробильных установках массу измельчают. На грохотах проводится фракционный отсев.

Для чего щебень добавляется в бетон

Крупный наполнитель выполняет роль каркаса в бетонном монолите. Его содержание в растворе составляет порядка 50 % от общего объема рабочей массы. По прочности щебень превосходит сухой остаток цементного камня примерно в 2 раза. То есть присутствие твердого компонента увеличивает общий показатель выносливости бетона к механическим нагрузкам.

С помощью щебеночного наполнителя решаются еще несколько задач:

• снижается степень усадки раствора;
• исключается образование водяной прослойки между клинкером и песком;
• повышается устойчивость монолита к влаге из-за минимального водопоглощения у горных пород;
• уменьшается расход вяжущего компонента;
• увеличивается допустимая толщина формируемой конструкции с сохранением технических характеристик и срока службы.

Дополнительно природный камень в композитном монолите улучшает показатели упругости бетонных форм. Это положительно отражается на устойчивости монолита к появлению трещин, деформаций в процессе затвердевания, высыхания и эксплуатации.

Сравнение с гравием

У потребителя часто возникает вопрос о разнице между двумя схожими твердыми наполнителями для бетона. Гравий представляет собой готовый к использованию природный материал. Если он добыт из водоема, то зерна чаще имеют округлую форму. Гладкая поверхность подобного сырья обладает слабой адгезией с цементным вяжущим.

Изготовление гравия

Гравий разрабатывают в гравийно-песчаных месторождениях. Количество камня в добываемом сырье не превышает 35%, поэтому метод использования карьеров предусматривает одновременное получение строительного песка и природного гравия.

На первоначальном этапе для разделения основных масс песка и камня применяют пескомойки, где с помощью большого количества воды происходит перемешивание добытой массы и ее сепарация за счет сил гравитации при размытии породы водой.  Далее, отделенная гравийная смесь поступает в виброгрохоты для последующей очистки от примесей и сортировки по размерам и фракциям, такой процесс называется грохочением.

Виброгрохоты — это специальные устройства, где рабочие органы состоят из одной или нескольких решеток.

Если решетка одна, то размер отверстий в решетке по направлению движения сырья меняется от самого большого вначале до самого маленького в конце конструкции. Если решеток несколько, то они располагаются в вертикальной проекции друг над другом или последовательно одна после другой в жёстко укреплённом вибрирующем коробе, который, в свою очередь, установлен в подвешенном виде на смонтированные рессоры или пружины. На каждой решетке размер отверстий выполнен так, что дает возможность сводно проходить через них только зернам строго определённой величины, которые необходимо выделить из породы на данном этапе. Отличают грохоты по способу создания импульса вибрации и передачи его на сортировальные решетки. Так, существуют машины на инерционном, электромагнитном и эксцентриковом принципе механической передачи энергии сортировальным ситам.

Виды марки классы маркировка определение марка щебня

Предлагаемые для строительства и декора типы делятся сразу по нескольким показателям, в этом вопросе учитывается не только морозоустойчивость и класс прочности щебня, но также фракция щебня, плотность и многие другие технические характеристики щебня.

м300

Это слабопрочный материал, отличающийся низким сопротивлением к загруженности. «каменная мелочь» марки 300 технические характеристики

Но, тем не менее, щебень м300 применяют в строительстве дорог второстепенного значения, небольшой загруженности машинами. Виды марки классы маркировка определение марка щебня используют для:

• Фасадных операций;
• Строительной внутренней отделки;
• Отсыпки дорог;
• Декоративных работах.

Интересно! Максимальным спросом пользуется этот материал у розничных покупателей, но такие марки щебня для строительства дорог не подходят.

 м400

Зерно не может полноценно использоваться в стройке, где его можно применить и почему?

Щебень м400 это какой щебень и для чего можно использовать? Слабой прочности чаще всего применятся для усиления сцепкости грунтов склонов на слабых почвах, а также долговечного обустройства плитки на улицах, часто можно встретить в проектах декора приусадебных участков.

м600 плотность материалов и другие свойства

Плотность этого материала различается по видам классификации, так как марка М600 делится на мраморный, шлаковый, доломитовый и известняковый.

Материал очень похож на  щебень м 400, марка щебня для дорожных работ отлично подходит, также применяется в решении большего количества задач, особенно в строительстве:

• Формирование крепких бетонных смесей;
• Обустройство дренажных систем;
• Изготовление бетона и ЖБК;
• Ландшафтные проекты;
• Обустройство интерьеров, декор;
• Выполнение известняковых смесей;
• Облицовочные работы внутри и снаружи;
• Формирование прочных фундаментных подушек;
• Отмостки, устранение дорожных ям;

Щебень м600 технические характеристики материала позволяют применять его для строительства дорог средней загруженности движения.

М 800

Это наиболее популярный и востребованный материал, по праву пользующийся спросом в строительной сфере. Это обусловлено возможностью использовать его в строительстве асфальта, бетонных смесей, он в данном случае повышает механическую устойчивость каркасных конструкций. Марки природного щебня сохраняются при климатических колебаниях, морозов, поэтому повсеместно применяется для возведения:

• фундаментов разного типа;
• плит перекрытия;
• опорных и декоративных колонн;
• напольной стяжки.

Важно! К марке М800 относится также гравийный вид (это не гравий), он дает высокий предел прочности на сжатие щебня, а также известняковая, вторичная марка стройматериала

м1000

Данные категории относятся к магматическому происхождению, марка гранитного щебня, по прочности не уступает аналоговым товарам.

Щебень марки 1000 характеристики которого обеспечивают востребованность, как компонент асфальтной, цементобетонной массы для коммерческого, бытового строительства.

Для промышленных, гражданских сооружений рекомендуют использовать более крупные, прочные фракции, в строительных проектах, где к способности сопротивляться нагрузкам предъявляются высокие требования.

Интересно! За счет относительно высокой цены щебень марки м1000  востребована строительными компаниями, хотя гравийный вид обладает доступной ценой.

м1200

Щебень марки 1200 может разделяться по особенностям происхождения. В данном случае прочность гравия используется для выполнения важнейших, сложных задач. Особенно актуальна прочность щебня 1200 для промышленного строительства, а также:

• Автотрасс, шоссе;
• Железнодорожных магистралей;
• Формирования бетонных смесей повышенной прочности;
• Заливки тротуарной плитки;
• Строительства зданий, фундаментом мостовых конструкций.

1400

Щебень марки  «1400разработан для сверхсложных задач  с высокой степень ответственности, например, изготовлении смесей бетона для мостовый и несущих опор, а также, многоэтажек.

Преимущество марки М1400 заключается в том, что щебень прочность 1400  не подвергается деформации при сильной загруженности, резкой смене климата.

Виды подушек

В зависимости от типа грунта и требований разработанного рабочего плана проекта применяются различные типы подушек:

1) Песок, используется средне- или крупнозернистый, бюджетный вариант. Песчаная подушка подходит для строительства ленточных оснований, предназначена для возведения легких одноэтажных строений, выполненных из древесины или каркасных конструкций.

2) Бетон обеспечивает максимальную прочность, по степени надежности превосходит аналогичные варианты, но является более финансово и трудозатратным решением. Успешно выдерживает нагрузку от многоэтажных зданий, компенсирует реакцию пучинистых почв.

3) Щебень обладает повышенной прочностью, поэтому может использоваться при формировании подушек фундаментов зданий высотой до двух этажей из камня и кирпича. Равномерное уплотнение щебня обеспечивает пропорциональное распределение действующих нагрузок.

4) Песчано-щебеночная или песчано-гравийная состоит из двух слоев, соотношение 40 на 60, подходит для слабых грунтов, формируется под фундаментами частных домов и дач высотой не более трех этажей, имеющих подвальное помещение.

При выборе типа подложки следует учитывать несколько факторов:

• этажность будущего сооружения;
• вид грунта;
• уровень расположения грунтовых вод;
• используемые для строительства здания материалы;
• климатические условия.

Оптимальные пропорции бетона для фундамента

Как уже было сказано выше, надежность и срок эксплуатации фундамента во многом зависит от качества приготовленного бетона. По прочностным характеристикам бетонный раствор делится на марки. Наименьшая прочность присуща бетону марки М100 и М150, самым прочным считается бетон М450.

https://youtube.com/watch?v=zGxjgOtEBQs

Для приготовления какой-либо марки каждый компонент берется в определенном количестве.

• Для приготовления бетона М100 необходимо взять цемент, песок и щебень в соотношении 1:5,8:6,1.
• Бетон М300 готовится из аналогичных материалов следующей пропорции — 1:2,4:4,3.
• Самый прочный бетон М450 требует следующего количества материалов: 1 часть цемента; 1,4 части песка; 2,9 части щебня.

В соответствии с этим можно сделать вывод, что для более прочного бетона необходимо брать меньшее количество песка и щебня по отношению к количеству цемента.

Выбирая щебень для фундамента важно обращать внимание не только на качественные характеристики материала, но и принимать во внимание все факторы, способствующие строительству прочного, надежного и долговечного основания

Описание разновидностей

В зависимости от сырья различают несколько пород:

• Гранитный – получают в результате подрыва и дробления монолитных скал. Зерна могут быть серого, красного или розового оттенка. К основным достоинствам гранитного щебня относится повышенная прочность, долговечность и облегченная обработка. Эти характеристики обусловлены содержанием кварца, слюды и полевого шпата.
• Гравийный – добывают путем дробления. Еще одним способом является просеивание крупных каменистых обломков на территории карьерных разработок. В число основных характеристик входит пониженный уровень радиоактивности, умеренная устойчивость к механическим повреждениям и доступная цена.
• Известняковый – результат промышленной переработки осадочных кальцитовых пород. Отличается экологической чистотой, пониженной плотностью и отличной морозостойкостью. Благодаря широкой доступности сырья и простой технологии производства является самым дешевым из всех видов.
• Шлаковый – продукт переработки отходов металлургических, химических предприятий, сжигания твердого топлива в котельных. Щебневая масса показывает отличные характеристики долговечности, прочности на растяжение и механические удары. Шероховатые поверхности зерен обеспечивают повышенное сцепление с вяжущим компонентом (цементом).
• Вторичный – получают после переработки различного строительного мусора: обломков кирпича, асфальта, бетонных изделий.

Технические характеристики и свойства

1. Прочность.

Определяется по объему включений хрупких пород. Их содержание в прочных марках щебня не должно превышать 5 %. Этот показатель имеет большое значение при сооружении автомобильных и железных дорог, мостовых опор, тяжелых фундаментов. В жилищном строительстве рекомендуется использование М800-М1200.

2. Лещадность.

Классификация по форме зерен, параметр показывает отношение длины к ширине и толщине отдельных частиц. От этого зависит плотность бетона. Чем больше в щебне зерен кубовидной формы, тем более равномерно они распределяются в растворе и заполняют все пустоты. Нормальное содержание ограничивается диапазоном 15-85 %. Высокий процент лещадности подтверждает хорошие дренажные свойства бетона.

3. Морозостойкость.

Число полных циклов замораживания-оттаивания находится в пределах от F15 до F400. В строительной сфере обычно используют марки F300.

4. Адгезия.

Максимальная степень сцепления вяжущих компонентов с частицами щебня отмечается у гравия.

5. Класс радиоактивности.

Показатель зависит от источника добычи сырья и подтверждается ГОСТом. В жилищном и промышленном строительстве допускается щебень 1-го класса радиоактивности, для дорожных работ – 2-го.

Марки по прочности

Как и все строительные материалы, щебень должен иметь свой показатель прочности, поскольку в большинстве случаев он участвует в ответственных конструкциях зданий, сооружений, дорожных полотен. От данного значения зависит возможность его использования для тех или иных целей.

• Самый распространенный щебень фракции 40, 40-70 мм имеет марку по прочности М800-М1200-М1400. В таком содержится минимальное количество слабых частиц (менее 5 %), которые отсеиваются при изготовлении и сортировке.
• Щебень фракции 20-40 мм может иметь марку М600-М800 с максимальным содержанием слабых включений до 10 %.
• Более мелкие сорта обычно имеют прочность в пределах М200-М600, до 15 % его объема составляют более мягкие горные породы.

В случае с гранитным щебнем данная классификация в большинстве случаев сохраняется, но в зависимости от качества основной горной породы, из которой изготавливают материал, маркировка может смещаться относительно крупности, а может быть не связана с ней вовсе.

Применение

Как и любая другая разновидность щебня, данный материал используется в самых разных сферах.

• Производство асфальта.
• Изготовление бетона с повышенной сопротивляемостью огню.
• Создание блоков и плит для промышленных построек.
• Отсыпка дорожного полотна.
• Производство плитки, шлакоблока и бетона.
• Изготовление минеральной ваты.
• Самые красивые частицы могут использоваться в ландшафтном дизайне.

В большинстве случаев он может с успехом заменить натуральные аналоги и обойдется существенно дешевле. Тем не менее в силу характерных особенностей, особенно из-за невысокой морозоустойчивости, в некоторых случаях применение данного вещества невозможно. Именно поэтому шлаковый щебень до сих пор полностью не смог вытеснить гранитный, ведь на территории России слишком много мест, где низкая температура считается абсолютной нормой и именно там обычно возводятся промышленные строения. Говоря о стоимости, также следует учитывать разновидности этого щебня. Например, самый дешевый и, откровенно говоря, бесполезный пористый материал доступен буквально за копейки. А его медеплавильный аналог, действительно практически ничем не уступающий граниту (а кое в чем и превосходящий), обойдется лишь немногим дешевле натуральных материалов.

Какой лучше использовать, размер

Существует ряд характеристик, на которые необходимо обращать особое внимание:

Гранитный щебень с малой лещадностью. Фото Грунтовозов

1) Лещадность, т.е. количество зерен неправильной (игольчатой и пластинчатой) формы. В большинстве случаях в строительстве используется материал с низкой лещадностью, он лучше уплотняется. Но для дренажа необходимо использовать щебень с высоким содержанием лещадных зерен. Такой материал повышает водопроницаемость и коэффициент фильтрации. Поэтому рекомендуется выбирать продукцию 4-ой или 5-ой групп лещадности, в которых процент лещадных зерен составляет от 25 до 50.

2) Морозостойкость. Данный показатель очень важен, так как в дренажной системе повышенная влажность. Периодическая заморозка и оттаивание щебня может привести к его разрушению. Поэтому необходимо выбирать материал с высокой маркой по морозостойкости — выше F300, т.е. выдерживающий не менее 300 циклов перепада температур от минуса к плюсу.

3) Прочность. На щебень действуют статические нагрузки: давление массы грунта и труб, собственного веса. Данные нагрузки не слишком значительные, но существенные, поэтому необходимо выбирать достаточно прочный щебень. Для устройства поверхностных систем рекомендуется остановить выбор на материал с маркой от М800, для глубинных дренажей следует покупать щебень М1000, а лучше М1200 и более.

4) Радиоактивность. Большинство дренажных систем располагаются в жилых зонах, поэтому материал должен быть безопасным. Показатель не должен превышать 370 Бк/кг, такой материал относится к 1-ой группе радиоактивности.

5) Водопоглощение — способность камня поглощать и удерживать влагу. Характеристика зависит от количества в составе частиц и комков глины, которые впитывая воду, набухают и могут повредить трубы, привести к деформации всей системы и ухудшить характеристики дренажа. Поэтому необходимо выбирать материал с низким водопоглощением.

Известняковый щебень фракции 5-20. Фото Грунтовозов

6) Водопроницаемость определяется коэффициентом фильтрации, т.е. «расстоянием», которое способна пройти вода сквозь материал. Нужно останавливать выбор на щебня со средним коэффициентом. Так как, если показатель слишком большой, то вода не будет очищаться от примесей. Оптимальным вариантом является щебень мелкий 5-20 и средний 20-40 со средней и высокой лещадностью.

7) Фракция. Размер зерен является характеристикой, напрямую влияющей на качество и функциональность дренажа. Для решения данной задачи возможно использовать мелкие, средние и крупные фракции. Однако, лучшим вариантом является фракция 20-40. Зерна мелкого щебня могут быстро уйти в грунт и придется часто выполнять «ремонт» дренажа, т.е. подсыпать камни. Кроме этого, сквозь мелкие фракции вода проходит хуже. Крупная фракция подходит только для больших канав глубиной 80-100 см.

Вид. Для дренажа лучше использовать несколько видов щебня: амфиболитовый, габбро, гравийный, гранитный, диоритовый, известняковый, мраморный, серпентинитовый. Несмотря на достаточно большой выбор чаще всего используются следующие разновидности:

Гранитный, обладает оптимальной прочностью для обустройства любого типа дренажных систем — М1200, имеет отличную морозостойкость, в среднем составляющую 300 циклов. А вот естественная радиоактивность у гранита повышенная в сравнении с аналогами, но в большинстве случаев не превосходит нормы для 1-ой группы.

Гравийный обладает меньшими показателями прочности и морозостойкости, ценится за практически нулевой показатель радиоактивности и сравнительно низкую стоимость.

Известняковый востребован в различных сферах деятельности, но для дренажа его следует использовать внимательно, рекомендуется уточнить у продавца возможность применения для водоотведения. Известняк — порода осадочная и характеристики у нее невысокие, в условиях повышенной влажности щебень может разрушаться

Диоритовый щебень. Фото Грунтовозов

Мраморный щебень в большей степени востребован в ландшафтном дизайне из-за своего красивого вида, но по характеристикам он является подходящим решением.

Остальные виды менее распространены, найти их в продаже не так легко.

Марка щебня по сопротивлению удару

Марка щебня по сопротивлению удару, называемая ударной или динамической прочностью, характеризует способность щебня выдерживать динамические ударные нагрузки, воздействующие на материал балластного слоя железнодорожного полотна при движении тяжелогруженых составов. Щебень испытывают в металлической ступе, называемой копром. По степени сопротивления удару щебень классифицируют марками от У75 (максимальная ударопрочность), У50, У40 и У30 (наименьшая ударопрочность) в соответствии с ГОСТ 7392-85 (п.1.6 табл.3).

Дополнительная информация. Свойства сопротивления удару у щебня маркируются в ГОСТ 7392-85. В более поздней редакции этого стандарта (ГОСТ 7392-2014) ударопрочность через марку по сопротивлению удару не регламентируется.

Добыча

Его находят повсеместно, применяя метод карьерной добычи. Она осуществляется из определенных пород, которые имеют твердую структуру с зернистым строением. Когда-то скалы из гранита постепенно возникали по причине затвердевания магмы — вулканической лавы, выброшенной на поверхность Земли. Часто гранит имеет выраженный красноватый оттенок, а формируется он из кварцевых пород, шпата и разновидностей слюды. Камень, из которого чаще всего производится щебенка, бывает розовым или серым, а на его цвет влияет содержание в породе других минералов. Подробнее о составе гранита →

Добывают нерудные материалы, взрывая скалу с помощью определенного количества подрывного заряда. Вначале бурильщики сверлят в скале отверстие большой глубины, а потом оставляют в нем взрывчатку в несколько кг. Обычно производится несколько взрывов, в процессе которых и появляются гранитные глыбы, которые могут подвергаться повторному воздействию взрывчатки в случае, если размеры их очень велики. Такой вид добычи получил название «вскрышного», иными словами, исполняемого бурительными методами.

После того как глыбы разделяются на несколько частей, они перевозятся с помощью специальных транспортных средств в цеха, где будет проводиться их дробление и сортировка на разные фракции. В процессе сортировки происходит отделение крупных размеров от мелких (щебня 5-20 мм, щебня 40 мм от более крупных камней). Стоимость одного кубометра щебеночно-сыпучих материалов зависит от качества фракции.