Разновидности щебня и области его использования

Трудно выделить вид строительных работ, где не применялся бы щебень – это по-настоящему незаменимый материал, предлагаемый во всем многообразии расцветок и форм. Каждый вид работ требует материала той либо иной плотности, уровня лещадности, параметров адгезии и фракционности. Об этом и многом другом пойдет речь в нашем обзоре.

Щебень – один из самых популярных стройматериалов. В наши дни ни один строительный процесс не обходится без него. Он востребован при возведении крепкого фундамента, для замешивания бетона. Все разновидности щебенки используются при выполнении отсыпки автотрасс и обустройстве подъездных путей.

Щебенку получают методом дробления скальных пород. Добыча непосредственно породы выполняется открытым способом в карьерах при помощи специальных погрузчиков. Полученное сырье транспортируют в производственные цеха, где его сортируют и направляют в механические дробильные агрегаты. Самые маленькие зерна фильтруют в отсев, а весь остальной материал сортируется в зависимости от базовых и дополнительных фракций. Используемая технология измельчения определяет приблизительные параметры сцепляемости и лещадности щебенки. Для уточнения характеристик камня его после переработки отправляют в лабораторию, где опытным путем устанавливают технико-эксплуатационные свойства и соответствие требованиям ГОСТа. Каждая партия маркируется и получает сертификат качества. Это очень важный этап, поскольку для строительно-монтажных работ используются только определенные виды щебенки – те, что отвечают нормам ГОСТ 8267-93. Реализуется щебенка в мешках по 10-50 кг, биг-бегах или россыпью в машинах. Щебень может иметь белый, желтый, розоватый или серый цвет.

Щебень нередко путают с гравием. Оба материала получаются из скальных пород, однако, способы их получения различаются. Так, гравий формируется в ходе естественного разрушения материнских пород под действием природных процессов – дождя, ветра и действия ультрафиолетовых лучей. Этот процесс непрерывен и занимает он несколько тысячелетий. Щебень формируется искусственным образом путем производственного дробления. Скорость получения этих камней намного выше, она зависит от прочности породы и мощности дробильных установок.

Особенности происхождения обуславливают и различия во внешнем виде материалов. Зерна щебенки, полученные в ходе дробления, имеют угловатые края и шероховатую поверхность. Гравий, особенно речной или морской, имеет округлые формы и гладкую фактуру. Соответственно, щебень лучше, чем гравий, обеспечивает сцепление с цементной массой, благодаря этому материал широко востребован при выполнении строительных работ. Зато декоративные качества щебёнки намного ниже, чем у гравия.

С точки зрения химического состава щебенка и гравий могут иметь схожие компоненты, но могут и различаться – это прямо зависит от исходного типа сырья. К примеру, из горного массива получаются материалы с идентичным составом. А если щебенку делают из отходов строительного или металлургического производства, то состав будет отличаться от гравийного.

В зависимости от особенностей материнской породы и техник изготовления щебень может иметь различные технические параметры. При выборе того либо иного сыпучего материала обязательно следует принимать во внимание его эксплуатационные параметры, от которых прямо зависит общее качество выполняемых работ.

В соответствии с требованиями ГОСТа выделяют несколько базовых критериев качества строительного щебня.

Этот параметр зависит от особенностей происхождения материала и колеблется в диапазоне от 1,2 до 3 г/см3. Чем выше плотность щебенки, тем универсальнее считается стройматериал.

С плотностью щебенки непосредственно связана его прочность, зависимость между этими характеристиками прямо пропорциональная. Под прочностью понимается способность зерен выдерживать механические нагрузки различной интенсивности. Этот параметр определяют на основании ряда опытов, в ходе которых камни сжимают под давлением в цилиндре – такие испытания имитируют реальные условия использования сыпучего материала. В зависимости от результатов щебенке присваивают одну из групп прочности от М200 до М1600, при этом цифровой показатель отражает предельно допустимую нагрузку, которую может выдержать материал.

Каждый класс щебёнки обладает своими характеристиками и отраслью использования.

• М200 – невысокая прочность. Такой камень используют при создании дороги со слабой загруженностью или обустройстве систем дренажа.
• М300-М600 – малая прочность. Востребован в тех же отраслях, что и щебенка М200.
• М600-М800 – средняя прочность. Камень востребован при возведении малонагруженных конструкций, к примеру, ненесущих стен дома.
• М800-М1200 – достаточная прочность. Этот щебень считается универсальным, используется для возведения опор, заборов, заливки фундаментов и несущих опор.
• М1200-М1400 – повышенная прочность. Камень нашел применение в возведении фундаментов высотных сооружений, гидротехнических конструкций и мостовых опор.
• М1400-М1600 – сверхпрочный камень. Применение ограничено монтажом особо ответственных объектов.

В любом камне обычно присутствуют примеси более слабых горных пород. Они подлежат обязательному нормированию, поскольку от их объема зависит крепость сыпучего материала. Долю подобных компонентов рассчитывают в экспериментальных лабораториях, оказывая на материал давление в 20 МПа.

В соответствии с действующими нормативами установлены предельные концентрации добавок низкопородных включений:

• М1600 – не выше 1%;

• М1000-М1400 – не выше 5%;

• М400-М800 – не выше 10%.

Это одно из основных свойств щебёнки. Параметр отражает присутствие игольчатых и пластинчатых зерен в общей массе щебёнки. В зависимости от значения лещадности сыпучий материал бывает разным:

• обычный – 25-35%;

• улучшенный – 15-25%;

• кубовидный – не больше 15%.

Щебёнка с низкой лещадностью повсеместно востребована в строительно-монтажных работах, где важно максимально утрамбовать цементную смесь. Игловые зёрна будут формировать пустоты, и камня придется добавлять больше, но даже в этом случае плотность готового изделия при нажатии будет ниже.

Этот показатель особенно важен в условиях российского климата. Данный критерий отражает число циклов замораживания и последующего оттаивания, которое камень будет выдерживать без утраты своих прочностных характеристик. Значение параметра в экспериментальных условиях рассчитывают при помощи подсушивания и последующего насыщения камня в концентрированном растворе сернокислого натрия.

При маркировке морозостойкость отображается латинской буквой F, после которой идут числовые данные – они и показывают количество циклов замораживания и оттаивания.

Морозостойкость щебёнки находится в пределах F15-F400:

• F15-F50 – нестойкий материал, оптимален для дренажных систем и выполнения внутренних работ в тёплых сооружениях;

• F50-F150 – устойчивый камень, подходит для строительства малоэтажных конструкций в тёплых районах;

• F200 – тип щебёнки с высокой устойчивостью, оптимален для монтажа сложных зданий в условиях средней полосы России и северных регионов.

Важным параметром считается адгезия щебёнки – способность камня сцепляться с бетонными компонентами с разным соотношением цемента. Чем больше параметр, тем лучше качество материала.

Этот показатель рассчитывается при транспортировке щебенки, а также при ее использовании в выполнении отсыпки. Параметр отражает вес камня, который будет умещаться в одном кубе. В зависимости от параметров зерен это значение варьируется: чем мельче щебёнка, тем больше ее уместится в одной единице объема. Цифровой показатель рассчитывается в кг на м3. Так, насыпная плотность гранитного материала составляет 1400 кг/м3, а известнякового – 1250 кг/мз.

Некоторые виды щебня становятся источником радиации, поэтому каждая партия должна проходить обязательную сертификацию, а также иметь соответствующие документы, подтверждающие его качество. У гранитного камня радиоактивный фон максимален, всего же выделяют несколько групп радиационной активности щебня.

• Первый класс – не выше 370 Бк/кг. Применяется во всех типах строительно-монтажных работ.

• Второй класс – больше 370 Бк/кг. Оптимален для возведения промышленных объектов и дорожного полотна. Не рекомендован для применения во внутренней отделке.

• Третий класс – свыше 750 Бк/кг. Допускается к применению в строительстве вдалеке от жилых объектов и мест пребывания людей.

Минеральный состав щебня прямо зависит от состава горных пород. Так, гранитная и базальтовая разновидности имеют магматическое происхождение, доломитовый – осадочное, мраморный щебень имеет все признаки метаморфической породы. В зависимости от происхождения выделяют несколько видов щебенки. Остановимся на самых востребованных на территории нашей страны.

Гранитную щебенку получают методом дробления гранитного массива. Его отличают неровные грани. Размерность помола варьируется от 5 до 120 мм.

Гранитная щебенка наиболее прочная, она считается универсальной. Кроме гранита, в нее могут включаться примеси слюды, кварца, а также полевого шпата. В зависимости от присутствия этих кристаллов оттенок зерна может быть розоватым, серым, даже красноватым. Параметр прочности гранитного камня соответствует маркам М1400-М1600, морозостойкость F300-F400, лещадность понижена. В то же время гранитный материал может зачастую иметь повышенный радиационный фон, поэтому его не следует использовать при работе на жилых объектах и в обустройстве придомовых земель.

Гравийный щебень образуется в ходе просева скальных пород или взрывным методом при разработке карьеров. Гравийная щебёнка имеет сероватый колер, параметры зерен варьируются от мелкой до большой фракции. По сравнению с гранитным такой камень характеризуется меньшей прочностью – самая крепкая марка соответствует М1200. Этот щебень существенно проигрывает гранитному по столь важным критериям, как внешняя декоративность. Тем не менее он имеет свои плюсы.

Добыча гравийной щебенки требует меньше трудовых и финансовых затрат, поскольку скальные родительские породы, в сравнении с гранитными, гораздо менее прочны. Это значит, что для их дробления нужно не столь мощное оборудование. Гравий является повсеместно распространенным стройматериалом, это обеспечивает доступную цену получаемой из него щебенке. Гравий имеет нулевой радиационный фон. Это важное преимущество обеспечивает повышенную востребованность материала при монтаже жилых строений, объектов социального и медицинского назначения.

Гравийная щебенка производится в нескольких размерах: 3-10 мм, 5-20 мм, а также 5-40 мм и 20-40 мм.

Известняковый камень производят из доломита. Он востребован при сооружении слабонагруженных конструкций. Известняк имеет высокую дробимость, его добывают в промышленных карьерах. Щебень получается в ходе раскола скальных пород, материал на 95% состоит из кальция карбоната.

Щебень получил повсеместное распространение благодаря демократичной стоимости. Впрочем, и прочность камня мала, а водопоглощение велико. Это существенно ограничивает направления его применения. По сравнению с гранитным и гравийным сыпучим материалом известняковая щебенка востребована при создании дорожных полотен слабой интенсивности. Помимо того, материал нашел распространение при изготовлении удобрений, а также соды и извести. Карбонатный щебень продается в трех размерах: 5-20 мм, 20-40 мм, а также 40-70 мм.

В наши дни большое распространение получил вторичный камень. Он получается посредством измельчения отходов строительной отрасли: монолитных пеностекольных конструкций либо железобетонных изделий. Себестоимость производства подобного щебня мала, соответственно, и цена готового продукта доступна. В сравнении с гранитным данный вид щебенки будет в 2-3 раза дешевле. Однако такая стоимость свидетельствует о пониженных параметрах морозостойкости и плотности стройматериала. Марка плотности вторичной щебенки соответствует М800, а морозостойкость держится на отметке F150.

Шлаковый щебень – результат дробления отходов сталеплавильной промышленности. Данный материал имеет повышенную плотность – она выше, нежели у гранитного камня. Однако такая плотность вызывает повышение массы материала, в строительстве это считается значимым недостатком.

Шлаковый щебень имеет повышенные параметры водопоглощения, потому конструкции с применением этого сыпучего компонента не должны вступать в контакт с водой. Морозостойкость шлакового щебня невысока, он может выдержать только 15 циклов замораживания и последующего оттаивания. Для справки: гранитный может выдержать 250-300 циклов. Использование шлаковых материалов в строительном деле целесообразно лишь с учетом его недочетов.

Чуть менее распространен сланцевый щебень – его добывают из пород вулканического типа. Визуально он выглядит как плотная насыпь из камней сплющенной формы, расцветка может быть зеленой, желтоватой, коричневой либо бордовой. Сланец популярен в производстве стройматериалов и сооружении малоэтажных конструкций. Имеется порода сланцев, при измельчении которых формируется большое количество тонких пластинок – они востребованы при изготовлении кровельных материалов. Сланцевая щебенка также используется при создании монолитных ЖБК. Но наибольшее распространение она получила в ландшафтном дизайне. Сланцевым камнем украшают дачные дорожки, оформляют декоративные участки на придомовой территории.

Из скальных пород на основе кварца получают кварцевую щебенку – ее плотность соответствует гранитной. Однако при этом кварц дает слабый радиоактивный фон и характеризуется исключительно привлекательным видом. Его задействуют в основном в садовом декоре.

Реже в строительной сфере в ход идет диоритовый камень. Его добывают из плагиоклаза с повышенным содержанием цветных минералов. Поставляется в мелкозернистой фракции 5-20 мм.

Говоря о том, какие существуют основания для классификации щебенки, следует остановиться на его фракционном разделении. В зависимости от особенностей исходного сырья и мощности дробильных установок камень могут выпускать в нескольких типоразмерах.

Такую щебёнку используют преимущественно при производстве изделий малых габаритов, например, тротуарной плитки.

Этот материал востребован при создании монолитных форм, к примеру, колодезных колец. Щебень этой фракции задействуют при выпуске бетонов всех типов.

Крупная фракция актуальна для создания крупных форм и выпуска бетона в больших объемах. Подобный щебень востребован при подготовке обустройства автомобильных магистралей и возведении крупных промышленных объектов. Для увеличения толщины слоя при обустройстве дорожного полотна обычно устраивают двухслойную подушку: снизу засыпают крупный камень, сверху – средний.

Фракции гранитной щебенки 70-120, 120-150, а также 150-300 могут еще называться бутом. Этот камень используют преимущественно в декоративных целях – при монтаже изгородей и заборов.

Щебень востребован в самых различных отраслях хозяйства.

Так, в строительном деле он выступает в форме наполнителя песчано-цементного раствора. В зависимости от пропорций компонентов его могут использовать при сооружении фундамента, для бутования столбов забора и оформления стяжки чернового пола. Материал применяется для обустройства щебеночного основания дорожного полотна.

В дачном озеленении щебёнка востребована при оформлении тропинок на даче, уплотнении субстрата между грядками. В зависимости от габаритов фракции она может использоваться при формировании оснований перед асфальтированием дорог и монтажа тротуарной плитки. В ландшафтном озеленении используют преимущественно щебень средней фракции: при применении мелкого камня расход материала в расчете на квадратный метр будет выше.

А вот для устройства детской площадки щебеночно-песчаная смесь не годится из-за высокого риска травматизма ребенка при падении.

В производственной сфере щебень используют при создании ЖБК и ЖБИ. Такой материал используется на предприятиях, занимающихся изготовлением бетона различных марок.