Физические свойства щебня

✦  Фракции щебня

Одной из важнейших характеристик щебня является размер частиц – фракция.

Фракция – это максимально допустимый размер отдельно взятого камня (зерна).

Разделяют основные и сопутствующие фракции щебня.

  • К основным фракциям относятся: 5-10мм, 5-20мм, 10-20мм, 20-40мм, 20-65мм, 25-60мм, 40-70мм.
  • К сопутствующим фракциям относятся: 0-2мм, 0-5мм, 0-15мм, 0-20мм, 0-40мм, 0-60мм, 2-5мм.
  • В отдельных случаях находят применение фракции 70-120мм и 120-150мм.

✦  Радиоактивность щебня

Самая важная характеристика, с которой обычно начинается обсуждение качества щебня — это его радиоактивность. Ее уровень должен быть подтвержден соответствующими сертификатами и санитарно-эпидемиологическими заключениями, исследованиями спец. лабораторий.

Если щебень должен быть пригоден для всех без исключения видов строительных работ, то это означает, что весь поставляемый высокопрочный щебень должен относятся к I-му классу по радиоактивности (менее 370Бк/кг).

Для строительства дорог подходит щебень II класса по радиоактивности (более 370Бк/кг).

✦  Зерновой состав щебня

Зерновой состав каждой фракции должен удовлетворять требованиям ДСТУ Б.В.2.7-75-98 «Щебень и гравий плотные природные для строительных материалов, изделий, конструкций и работ».

Исходя из требований указанного ДСТУ следует, что в фракции щебня, поставляемой на строительство, например 20-40мм, количество зерен размером мельче 20мм не должно превышать 10%, а зерен крупнее 1,25*D (50 мм) — не более 0,5%. Эти требования необходимы для строгого соблюдения зернового состава отдельных фракций. Соблюдение данных требований отражается в рассеве.

✦  Лещадность щебня

В щебне нормируют содержание зерен пластинчатой (лещадной – произошло от слова «лещ», т.е. плоский как лещ) и игловатой форм. К зернам пластинчатой и игловатой форм относят такие зерна, толщина или ширина которых менее длины в три раза и более.

По форме зерен щебень подразделяют на четыре группы (содержание зерен пластинчатой и игловатой форм, % по массе):

  • I группа «кубовидная» до 15%,
  • II группа «улучшенная» от 15% до 25%,
  • III группа «обычная» от 25% до 35%,
  • IV группа «обычная» от 35% до 50%.

Необходимо заметить, что «лещадность» — это одна из самых важных характеристик качества щебня. Чем меньше лещадность, тем качественнее считается щебень. Использование щебня кубовидной формы дает наиболее плотную утрамбовку.

Наличие в щебне зерен пластинчатой и игловатой форм приводит к увеличению в смеси межзерновой пустотности. Это в свою очередь приводит к увеличению расхода связующего компонента, а это влечет за собой дополнительные материальные затраты. Кроме того, кубовидные зерна обладают большей прочностью, чем зерна пластинчатой и игловатой форм. Следовательно, использование кубовидного щебня в производстве экономически целесообразнее.

Для тех потребителей, которые выпускают высококачественные асфальт, бетон и железобетонные конструкции, кому по технологии требуется использование кубовидного щебня, предлагается гранитный щебень очень хорошего качества, с лещадностью 8%, 12%, 15%, произведенный в Новгородской, Свердловской, Архангельской, Ленинградской областях. Для тех, кому необходим обычный щебень, предлагаются поставки из Ленинградской, Челябинской, Свердловской, Архангельской областей и Карелии. В этом случае лещадность не будет превышать 25%. Данный вид щебня пользуется наибольшим спросом.

✦  Прочность щебня

Прочность щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при сжатии, дробимостью щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре, и износом в полочном барабане. Эти показатели имитируют сопротивление каменного материала при воздействии проходящих по дороге транспортных средств и механические воздействия в процессе строительства дорожных конструкций (укладка и уплотнение катками).

В зависимости от марки щебень делят на группы:

  • высокопрочный — М1200-1400,
  • прочный — М800-1200,
  • средней прочности — М600-800,
  • слабой прочности — М300-600,
  • очень слабой прочности — М200.

В щебне нормируют содержание зерен слабых пород с пределом прочности исходной породы при сжатии в водонасыщенном состоянии до 20 МПа. По ГОСТ 8267—93 щебень марок М1400, М1200, М1000 не должен содержать зерна слабых пород в количестве более 5%, щебень марок М800, М600, М400 — более 10%, щебень марок М300 и М200 — более 15% по массе.

Наибольшим спросом пользуется гранитный щебень прочностью М1200, реже используется высокопрочный гранитный щебень или базальтовый щебень с маркой прочности М1400-1600. В основном он используется в производстве тяжелых высокопрочных бетонов, в несущих мостовых конструкциях, фундаментах.

✦  Содержание пылевидных и глинистых частиц

В щебне нормируют содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее 0,05 мм). Кроме того, выделяют комки глины с крупностью частиц от 1,25 мм до наибольшего размера зерен щебня данной фракции при смеси фракций.

Для всех видов и марок щебня по прочности содержание глины в комках в общем количестве пылевидных и глинистых частиц не должно превышать 0,25% по массе. В щебне из магматических и метаморфических пород содержание пылевидных и глинистых частиц по массе не должно превышать 1 %, в щебне из осадочных пород марок от М600 до М1200—2%, а марок от М200 до М400—3%.

✦  Морозостойкость щебня

Морозостойкость щебня характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания. Разрешается оценивать морозостойкость щебня по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания.

По морозостойкости щебень подразделяют на марки: F15; F25; F50; F100; F150; F200; F300; F400.

Показатели морозостойкости щебня и гравия определяют при испытании замораживанием и оттаиванием или насыщением в растворе сернокислого натрия и высушиванием.

В строительстве в основном применяют щебень с маркой прочности не менее F300.

✦  Адгезия щебня

Одной из специфических характеристик щебня является адгезия. Этот параметр отражает оценку качества сцепления битумных вяжущих с поверхностью щебня. Необходимо отметить, что на качество сцепления влияет цвет щебня.

Лучшие показатели по адгезии дает серый и темно серый щебень.