Гранитный щебень

Довольно часто производители бетонных смесей предлагают покупателям гранитный щебень в качестве заполнителя, что существенно удорожает конечный продукт. Насколько оправданно такое решение для частного домостроительства или же это это обычный маркетинговый ход производителя для продажи более дорогой продукции?

Для того, чтобы понять, оправдано ли применение гранитного щебня в бетонных смесях для частного домостроения, необходимо разобраться в основных характеристиках этого строительного материала.

Характеристики щебня

Щебень получают путем дробления и дальнейшего рассеивания (грохочения) различных типов горных пород и материалов. Дробление породы осуществляется при помощи специальной дробильной технологии . На первой стадии дробления ,как правило, применяется щековое оборудование. На последующих переделах используют дробилки роторного, центробежного, молоткового и др. типов. После дробления полученный щебень сортируется на фракции различного размера.

Важно! Фракции, размером менее 5 миллиметров, называются отсевом дробления и в производстве бетонных смесей иногда могут применяться ,но только при наличии арматурного каркаса

Ниже представлены основные качественные характеристики щебня, являющиеся наиболее важными показателями его свойств, и определяющие возможность применения данного щебня в той или иной строительной отрасли.

Адгезия щебня

Способность поверхности щебня сцепляться с вяжущими материалами. Чем выше этот показатель у образца щебня, тем шире возможность его применения в некоторых строительных отраслях. Особенно важен этот параметр для дорожного строительства, как показатель сцепляемости с битумом.

Лещадность

Щебень после процесса дробления имеют различную форму зерна. Качество щебня определяется массовой долей кубовидных частиц, наличие большого количества зерен пластинчатой и игловатой формы указывает на низкое качество щебня. Этот показатель важен при изготовлении качественных бетонных смесей, хотя и не является приоритетным.

Согласно ГОСТ 8267-93 щебень по показателям лещадности подразделяется на 5 групп. Качество определяется процентным содержанием частиц кубовидной формы. Чем выше номер группы, тем менее качественным является щебень:

1 группа. К этой группе относится щебень с наиболее низким содержанием зерен плоских пластинчатой  и игловатой формы в своем составе - менее 10%. Большой процент кубовидных частиц в составе щебня позволяет использовать щебень данной группы для изготовления высококачественных бетонных смесей.

2 группа. Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы во второй группе составляет 10-15%, что является приемлемым показателем для изготовления большинства бетонных смесей для частного строительства.

3 группа. К 3 группе относится обычный дробленый камень, в котором содержание зерен пластинчатой и игловатой формы составляет от 15 до 25%.

4 группа. В щебне данной группы содержание зерен пластинчатой и игловатой формы составляет - от 25 до 35%.

5 группа. Содержанием зерен пластинчатой и игловатой формы составляет от 35 до 50%. Щебень данной группы применяется при временных строительных работах, а также при возведении насыпных дорог.

По согласованию с потребителем регламентировано производство щебня с лещадностью более 50% ,но не выше 65 %.

Лещадность щебня является основным показателем качества для большинства строительных отраслей, в которых применяется этот строительный материал. Наличие в щебне большого количества частиц кубовидной формы позволяет добиваться заданной прочности при меньшем расходе вяжущих материалов, таких как цемент и битум. Это позволяет добиться существенной экономии при производстве строительных материалов с применением щебня, например, бетонных смесей.

Особые требования к лещадности щебня предъявляется при возведении сложных объектов, автомобильных дорог, мостовых конструкций, метрополитена, высотных ответственных зданий и сооружений.

 

Размерная однородность или полные остатки на контрольных ситах

Данная качественная характеристика определяет, насколько однородны частицы щебня по размеру. Для измерения берется небольшой объем щебня, после чего частицы распределяются по размеру, затем рассчитывается их процентное соотношение. Если взять в качестве примера щебень фракции 20-40 миллиметров, то количество частиц размером менее 20 миллиметров не должно находится в пределах 10% от общего количества. Содержание частиц, размером более 40 миллиметров - не должно превышать 25% от общего количества. Доля частиц размером более 50 миллиметров - 0.5%.

Требования к зерновому составу щебня также регламентирует ГОСТ 8267-93 "Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ".

Размеры фракций щебня

После дробления породы, щебень сортируется по размерным составляющим, определяется максимальный и минимальный размер фракций.

Существуют два вида фракций - основные и смеси фракций выпускаемых по согласованию с потребителем 

К основным фракциям относится щебень следующих размеров: 5(3)-10 мм, 10-20 мм, 10-15 мм,15-20 мм, 20-40 мм, 40-80(70) мм. Смесь фракции 5-20 мм

Механическая прочность щебня

Эта качественная характеристика показывает, какую прочность имеет при сжатии исходная горная порода, а также дробимость щебня при сжатии. Для определения этих характеристик используется специальный цилиндрический пресс и потолочный барабан. Механическая прочность щебня определяет способность этого материала противостоять различным силовым нагрузкам и воздействиям.

Для каждой исходной породы щебня применяются свои критерии оценки марки прочности по дробимости на предмет потери массы (%)

Так для гранитного щебня (изверженная порода) марка прочности по дробимости может быть в пределах от М600 до М1400 с различным % соотношением потери по массе в зависимости от марки.

Для гравийного щебня марка прочности в пределах М400-М1000, так же с разными процентами потери по массе.

По прочностным показателям щебень подразделяют на следующие марки:

Высокопрочный (М1200-1400);

Прочный (М800-1200);

Средней прочности (М600-800);

Слабой прочности (М300-600);

Очень слабой прочности (М200);

ГОСТ 8267-93 определяет процентное содержание слабых частиц в щебне.

Нормируется, также, содержание частиц слабых пород в пробе щебня. Так, например, высокопрочный щебень не должен содержать более 5% слабых пород, щебень средней прочности - не более 10%.

ГОСТ 8267-93 так же регламентирует марку по истираемости от И1 до И4. Чем выше марка , тем больше % потери по массе при испытаниях.

Содержание пылевидных и глинистых частиц

Даже в самом качественном щебне присутствуют включения пылевидных и глинистых частиц. Высокое содержание этих примесей отрицательно сказывается на прочностных характеристиках бетонных смесей.

Присутствие этих включений в образцах щебня отрицательно сказывается, в первую очередь, на его прочности. Содержание глинистых и пылевидных частиц регламентируется.

Кроме мелких (мене 0,05 мм) частиц пыли и глины в составе щебня не должно находится глинистых комков, величина которых может быть от 1,25 мм до размера фракции щебня. Массовая процентная составляющая всех этих включений в пробе щебня строго нормируется и не должна превышать установленных величин.

Так, например, 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).

Радиоактивность щебня

Одна из важнейших характеристик щебня. Высокопрочный щебень должен иметь показатель менее 370 Бк/кг (I класс радиоактивности), щебень для строительства дорог может иметь более 370 БК/кг (II класс радиоактивности).

Уровень радиоактивности щебня контролируется и подтверждается сертификатами и заключениями санитарно-эпидемиологических анализов.

Морозостойкость щебня

Устойчивость щебня к циклам замораживания и размораживания. При замерзании вода увеличивается в объеме примерно на 10%, и образующийся лед оказывает разрывающее давление на частицы материала, снижает его прочность, а со временем и разрушает.

При определении этой качественной характеристики щебня в лабораторных условиях, обычно, применяют насыщение в растворе сернокислого натрия с последующим высушиванием. Количество циклов замораживания и оттаивания принимается до 200 и более в зависимости от класса сооружения и условий работы каменного материала в сооружении. Порода считается выдержавшей испытание на морозостойкость, если на образцах не обнаружено повреждений в виде трещин, расслоений, скруглений ребер и углов.

По морозостойкости щебень подразделяют на марки: F15; F25; F50; F100; F150; F200; F300; F400. Для строительных конструкций применяют щебень с показателем морозостойкости не менее F300.

Влагоотдача щебня

Способность щебня терять находящуюся в его порах влагу. Характеризуется влагоотдача потерей воды в течении суток из пробы щебня при относительной влажности воздуха 60% и температуре воздуха 20 град.С. Определяется процентное отношение (массовое или объемное) потери влаги за этот период.

Показателем водоотдачи является время в часах, потребовавшееся для высушивания образца до постоянной массы.

Водонепроницаемость щебня

Способность зерен щебня пропускать воду под давлением. Водопроницаемость характеризуется количеством воды, прошедшей в течении одного часа через образец площадью один кв.м и толщиной 1м при постоянном давлении.

Водопоглощение щебня

Способность частиц щебня впитывать и удерживать в своих порах влагу.

Для определения водопоглощения берут три - шесть образцов щебня кубовидной формы с длиной ребра около 6 см, высушивают до постоянной массы при температуре 105—110° С, охлаждают и взвешивают. Затем образцы погружают в воду на 48 ч так, чтобы слой воды был на 2 см выше образцов. Через 48 ч образцы вынимают, вытирают влажной мягкой тканью и взвешивают.

Водопоглощение вычисляют в процентах по изменению массы или объема при помощи формул.

Гигроскопичность щебня

Способность щебня поглощать влагу из окружающего воздуха. Гигроскопичность влияет на такие показатели, как прочность, стабильность массы, формы и размера. Слишком высокая гигроскопичность щебня является его отрицательной качественной характеристикой.

Скальные породы для производства щебня

Гранит - это нерудная горная порода. В состав гранита входят следующие компоненты - кварц, плагиоклаз, калиевый полевой шпат и слюда. Гранитные горные породы очень широко распространены в континентальной земной коре. Плотность гранита — 2600 кг/м³, прочность на сжатие до 300 МПа.

Гранит очень прочный материал и при этом неоднородный по своему составу с высокими агдезионными свойствами. К минусам гранитного щебня можно отнести более высокую стоимость производства, а также более высокий радиационный фон, который часто встречается в местах добычи этого строительного материала.

Важно! При приобретении бетонной смеси на основе гранитного щебня требуйте паспорт качества бетона, в котором указан уровень радиоактивного фона.

Производство этого строительного материала нормируется ГОСТ 8267-93.

Наиболее востребованным на рынке считается гранитный щебень фракции 5-20 мм.

Сфера применения. Благодаря своим характеристикам гранитный щебень применяется при возведении сооружений с особыми требованиями к прочности - электростанций, высотных зданий, крупных производственных предприятий с тяжёлым оборудованием, мостов и дорожных развязок, аэродромов и пр.

Гравийный щебень

Гравийный щебень производят путем дробления различных легкодоступных горных пород. По своим характеристикам этот строительный материал уступает граниту, но при этом его прочности достаточно для большинства видов строительных работ.

Производство этого строительного материала нормируется ГОСТ 8267-93.

Основная, востребованная бетонным рынком фракция гравийного щебня 5-20 мм.

Сфера применения гравийного щебеня весьма разнообразна, благодаря невысокой цене и низкой радиоактивности. Щебень применяют в производстве железобетонных конструкций, в частном строительстве, при строительстве дорог и пр.

Известняковый щебень

Известняковый щебень получают путем дробления горной породы осадочного типа - известняка. Основным элементом является карбонат кальция, который не имеет выдающихся прочностных характеристик. К плюсам можно отнести его невысокую стоимость.

Известняковый щебень используется в производстве цемента, а также при возведении дорог с небольшой транспортной нагрузкой.

Выбор щебня.

Перед покупателем часто встаёт вопрос выбора наполнителя для бетонной смеси. С одной стороны - цена обычного щебня, с другой - прочностные характеристики гранита. Безусловно, щебень из гранита прочнее и постройка из такого бетона будет долговечней. Это, безусловно, важно при возведении моста или высотного дома. Но насколько эти затраты будут оправданы при строительстве частного дома? В большинстве своём бетонная смесь на гранитном щебне будет иметь избыточные характеристики для малоэтажного частного строительства! С тем же успехом можно взять бетон марки М600 для заливки мелкозаглубленного фундамента для дачного домика. Вот только вопрос - зачем?

При выборе наполнителя для бетонной смеси лучше всего руководствоваться проектно-расчетной документацией, основанной на геологических исследованиях участка, и здравым смыслом. И уж точно следует задуматься о смене поставщика бетонной смеси, если он предлагает гранитный щебень для возведения фундамента забора.