От автора: здравствуйте, дорогие наши читатели! Сегодня мы поговорим о таком популярном строительном материале, как щебень. Где только он ни используется: с его помощью возводятся здания, делаются дороги и железнодорожные полотна, оформляются различные площадки.
Конечно, нельзя взять один и тот же щебень для любой из этих целей. Каждая из них требует от материала определенных свойств, а иногда и внешнего вида. Для целевого использования разделяют щебень виды и характеристика каждой группы. Давайте подробно разберем, какие же требования предъявляются к этому стройматериалу, и на какие показатели необходимо обратить внимание при выборе.
Разновидности щебня
Прежде всего обозначим, что же представляет собой щебень. Говоря простым языком, это куча мелких камней, образовавшихся в результате дробления либо горных пород, либо отходов тяжелой промышленности. Материал различается как по характеристикам, так и по разновидностям в зависимости от того, из какого источника он получен.
Гранитный
Добывается из гранитной породы, для этого ее взрывают, затем дробят и просеивают. В результате получаются камушки размером от 5 до 12 сантиметров. Такой разброс габаритов позволяет использовать гранитный дробленый материал в очень многих сферах строительства.
Такому щебню свойственна высокая прочность, да и по другим показателям, о которых мы поговорим чуть ниже, он считается лучшим вариантом. Кроме того, внешний вид его близок к декоративному. Гранит обладает красноватым оттенком и блестящими прожилками. Если сделать из него пол, плитку или столешницу, то им не понадобится дополнительная декоративная отделка.
Дополнительным положительным качеством является то, что края дробленого гранита неровные, они будто рваные. Это дает им очень мощные адгезионные свойства. Проще говоря, они отлично сцепляются с бетонным составом при замешивании. Поэтому изделия из бетона и гранитного щебня получаются крайне прочными.
При всех достоинствах есть лишь один недостаток — стоимость. Гранитный материал является самым дорогим из всех разновидностей. Но и качество он дает очень хорошее.
Гравийный
Эта разновидность добывается точно так же, как и гранитная, но в качестве источника используется скальная порода. Этот фактор дает материалу как недостатки, так и преимущества. В числе первых можно назвать меньший показатель прочности, а также невзрачный внешний вид — декоративным материалом гравийный щебень точно нельзя назвать.
Преимущество же заключается в цене. Добыча материала из природного камня требует меньших затрат и более простого оборудования, поэтому себестоимость получается гораздо ниже, чем у гранитного аналога. Еще одним плюсом является очень низкий показатель радиоактивности, что позволяет использовать такой стройматериал для строительства сооружений любого целевого назначения: больниц, детских садов и тому подобного.
Относительно низкий показатель прочности, тем не менее, вовсе не мешает использовать такой щебень для очень широкой области строительных работ. Из него делают отсев, тротуарную плитку, бордюры, бетонные и колодезные кольца. Для производства бетона он вполне подходит, а также часто используется в качестве дорожной отсыпки.
Известняковый
Эта разновидность используется в дорожном и железнодорожном строительстве, ее применяют в качестве отсыпки. Известняковый щебень — это очень хорошо спрессовавшийся под воздействием времени кальцит карбоната. Свойства и характеристики такого материала близки к тем, что присущи гравийному. Основное отличие заключается в белом цвете фракций.
Вторичный и шлаковый
Эти виды не используются для возведения зданий, поскольку обладают очень малой прочностью. Шлаковый добывается из металлургических отходов, вторичный — из строительных. Понятно, что стоимость этих видов гораздо ниже, чем предыдущих, но и область применения довольно ограничена.
Основные характеристики
Независимо от разновидности, при выборе материала для той или иной цели необходимо учитывать некоторые технические характеристики. В случае со щебнем это лещадность, плотность, морозостойкость. Данные факторы непосредственно влияют на то, насколько прочным получится изделие или сооружение и какие нагрузки оно сможет вынести. Рассмотрим каждую характеристику более подробно.
Лещадность
Первым показателем, на который необходимо обращать внимание при выборе, является лещадность. Этот термин произошел от слова «лещадь», которое означает доску или плитку. Каменные фракции, называемые также зернами, могут быть плоскими и не очень. Этот фактор очень влияет на прочность конечного материала, для производства которого использовался щебень.
Именно поэтому содержание плоских зерен в каждой партии строго высчитывается. Они могут быть двух видов: пластинчатые и игольчатые. Пластинчатыми называются фракции, толщина которых в три раза меньше длины. Игольчатые — те, у которых ширина втрое меньше длины.
Существуют нормативы, которыми определяется допустимый процент содержания плоских фракций в той или иной группе стройматериала. Регулируется это по ГОСТу 8267-93 в редакции №3 от 24.04.2002 г.
Те фракции, которые не считаются лещадными, именуются кубовидными. Именно они — самые прочные из всех и очень хорошо утрамбовываются, что также является немаловажным показателем для строительных работ. Существует пять групп, на которые делится щебень. В каждой из них должно быть не больше определенного процента лещадных зерен, а остальные — кубовидные.
В первой группе допускается не более 10% плоских фракций, во второй 10–15%, в третьей 15–25%, в четвертой 25–35%, в пятой 35–50%. Номера групп обозначаются римскими цифрами.
По показателям понятно, что наиболее качественной является группа I. Щебень, входящий в нее, самый дорогой, но при этом отличается наиболее высокой прочностью и другими показателями. Его можно использовать для возведения любых ответственных зданий, фундаментов и тому подобного.
Материал же из первой группы, хотя и считается не слишком качественным, все же нашел свою нишу — он отлично подходит для создания дренажных слоев. А вот для производства бетона его не применяют.
Дело в том, что трамбовка таких фракций происходит очень плохо, в результате получается и слишком высокий расход цемента при производстве бетона (поскольку между зернами наполнителя получается много пустот), и прочность плиты из такого состава хромает.
Морозостойкость
Уровень морозостойкости показывает, сколько раз материал может замерзнуть и оттаять до тех пор, как его структура начнет разрушаться. Строго говоря, пагубно влияет не сам мороз, а вода. Дело в том, что во время дождя или таяния снега некоторое количество влаги впитывается порами щебня.
Когда наступают заморозки, эта вода превращается в лед и, соответственно, увеличивается в объеме, это мы помним еще из школьных уроков физики. Таким образом, структура материала подвергается увеличившемуся давлению изнутри, что и ведет к ее разрушению.
Для того чтобы выяснить уровень морозостойкости конкретного щебня, отдельные его зерна подвергаются испытаниям в лаборатории. Там для них имитируются необходимые условия, а именно — чередующиеся заморозка и оттаивание. Количество выдержанных материалом циклов подсчитывается экспертами, и на этом основании выносится вердикт.
Высоким уровнем морозостойкости считается тот, когда фракции выдерживают около двухсот циклов. В качестве сигнала о начавшемся разрушении структуры выступают следующие повреждения:
- расслаивание материала,
- появление трещин,
- стачивание углов или краев граней.
То количество циклов заморозки/оттаивания, которое выдержала конкретная группа материала, наносится в качестве маркировки, спереди к этому числу добавляется буква F. Показатель морозостойкости варьируется от 15 до 400. Чем выше, тем, соответственно, лучше.
Стройматериал, у которого показатель морозостойкости ниже F50, для возведения сооружений вообще не используется, его применяют в качестве дренажного слоя или дорожной подсыпки. Марки от 50 до 200 уже берут для строительства зданий, но при этом климат в регионе должен быть мягким, без морозов.
А вот группа щебня с показателем от 200 до 400 используется практически везде, такой материал можно применять для строительства и мостов, и башен, и прочих весьма нагруженных сооружений.
Плотность
Третьей важной характеристикой щебня является плотность. Она бывает двух видов: истинная и насыпная. Оба показателя имеют очень большое значение.
Истинная — это та, которая присуща самому материалу, то есть отдельным его зернам. Показатель истинной плотности означает, сколько пор содержится во фракции. Понятно, что чем больше в ней воздуха, тем меньшей плотностью она обладает.
Истинная плотность непосредственно влияет на две вещи: на прочность и морозостойкость стройматериала. Если пор в структуре очень много, то такой щебень не слишком прочен. Да и воде есть куда впитываться, что, как мы помним, чревато быстрым разрушением материала в случае заморозков.
Истинную плотность можно определить самостоятельно. Если вас интересует этот вопрос, вы можете прочесть соответствующую статью на нашем портале, где весь процесс описан пошагово. Но гораздо проще собственноручных изысканий будет анализ в специальной лаборатории. Эксперты произведут проверку в наиболее подходящих для этого условиях и выдадут вам готовый точный результат, на который вы сможете положиться.
Насыпная плотность — это несколько иной показатель. Она относится не к отдельным фракциям, а ко всему слою. Как мы уже упоминали выше, между зернами в куче щебня образуются пустоты. Это сильно влияет на качество и стоимость изделия, сделанного с помощью такого материала.
Во-первых, чем больше пустот, тем выше расход цемента, ведь их нужно чем-то заполнять. А цемент стоит довольно дорого. Во-вторых, если речь идет о бетонной плите, то она получится не слишком прочной по этой же причине.
К тому же, большое количество пустот влияет и на стоимость транспортировки материала. Ведь, говоря по-простому, чем больше воздуха в куче, тем больше места она занимает. А объем стройматериала очень важен при перевозке.
Коэффициент уплотнения
Помимо истинной и насыпной плотности, есть и еще один близкий к ним показатель — коэффициент уплотнения. Речь идет о том, как сильно может осесть слой щебня в процессе эксплуатации. Ведь на него так или иначе оказывается нагрузка, за счет чего материал утрясается, количество пустот между зернами уменьшается. Соответственно, и общий объем слоя становится меньше.
Коэффициент уплотнения показывает как раз то, какая разница между объемом изначально насыпанного материала и того, который какое-то время был в эксплуатации. Этот показатель также высчитывается в лабораторных условиях.
Впрочем, можно ориентироваться и на стандартные, хотя они менее точны. Для гравийной разновидности принят коэффициент 1,1, для керамзитной 1,15, для песчано-гравийной — 1,2. Можно рассчитать этот показатель и самостоятельно:
- взвешиваем некоторое количество щебня, делим вес на объем этой же кучи,
- выкладываем тестируемую группу на землю слоем, трамбуем, измеряем получившийся объем,
- делим вес щебня, полученный в первом пункте, на объем, полученный во втором,
- а теперь делим первое соотношение массы и объема на второе. Это и будет коэффициент уплотнения нашей группы щебня.
Как видите, самостоятельный расчет не так уж сложен. Но если вы собираетесь предпринять какое-то ответственное строительство, то для определения всех показателей материала все же лучше обратиться к лабораторным экспертам. только так вы можете быть на 100% уверены в точности данных. Успехов!