Основные характеристики щебня

Щебень: требования действующего технического регламента

Одним из наиболее востребованных нерудных строительных материалов является щебень, изготовленный из горных пород. Действующий технический регламент — ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ» определяет щебень как неорганический сыпучий материал с зернами величиной более 5 мм, полученный в результате дробления валунов, гравия, горных и попутно добываемых горными предприятиями пород с последующим разделением полученного материала по размерам. В зависимости от происхождения щебень может быть:

гранитным;
гравийным;
известняковым;
вторичным.

В то же время, ГОСТ 8267-93 разделяет щебень не по видам породы, из которой он изготовлен, а предъявляет к нему единые технические требования.

Разделение щебня по фракциям

В результате дробления горных пород образуется щебень различных размеров. Для разделения полученного продукта по размерам используются грохоты с комплексом сит, которые выполняют фракционирование щебня. В соответствии со стандартной градацией по величине зерна выпускается щебень:

мелких фракций: 5 — 10 мм; 10 — 15 мм; 10 — 20 мм; 15 — 20 мм, предназначенный для изготовления бетонных смесей, изготовления сборных бетонных и железобетонных конструкций;
средней фракции: 20 — 40 мм, применяемый при устройстве насыпей для железных и автомобильных дорог, укладке трамвайных и подкрановых путей, изготовлении бетонных конструкций большого размера;
крупной фракции: 40 — 80 мм, служащей для устройства оснований дорог, дренажных засыпок.

Кроме этого, стандарт регламентирует выпуск смеси от 5 до 20 мм, а по договоренности с заказчиком смеси щебня других фракций, а также получение бута — щебня фракций 80 — 120 мм и 120 — 150 мм. Бут используется при устройстве массивных фундаментов, в качестве декоративных элементов в ландшафтном дизайне, для заполнения габионов. Фракция с зернами размером менее 5 мм называется отсевом и используется в производстве сухих смесей, при отделочных и благоустроительных работах.

Характеристики по фракциям

Фракция:	5-10 мм	5-20 мм	5-25 мм	10-20 мм	20-40 мм	20-70 мм	25-60 мм	40-70 мм
Радиоактивность	23,4-233 Бк/кг	23,4-265 Бк/кг	126 Бк/кг	23,4-188 Бк/кг	23,4-265 Бк/кг	233 Бк/кг	126 Бк/кг	86,7-233 Бк/кг
Прочность	М1200-М1400	М800-М1400	М100	М800	М800-М1200	от М100	от М100	М100-М1200
Морозостойкость	F200-F300	F150-F300	F300	F150	F200-F300	F200	F300	F300
Лещадность	1 группа	1-3 группа	4 группа	2 группа	1-3 группа	2 группа	2 группа	3 группа
Водопоглощение	≤0,34%	≤0,26%	0,17-0,69%	≤0,61%	0,24%	0,39%	≤0,8%	≤0,21%
Содержание пылевидных и глинистых частиц	≤0,93%	≤0,8%	≤0,7%	≤0,28%	≤0,8-0,11%	≤0,8%	≤0,8%	≤0,1-0,2%
Содержание зёрен слабых пород	0-0,8%	2-3,5%	0%	1,14%	0-14%	2,10%	0%	0%
Насыпная плотность	1295-1639 кг/м3	1400-1639 кг/м3	1380 кг/м3	1316 кг/м3	1270-1576 кг/м3	1240 кг/м3	1370 кг/м3	1270-1540 кг/м3

Дробленые зерна в щебне и их форма

Стандарт регламентирует содержание в щебне не менее 80% от веса дробленых зерен. При этом в зависимости от содержания в нем зерен игольчатой и пластинчатой формы, сказывающихся на степени сцепления зерен друг с другом, ГОСТ 8267-93 выделяет 5 групп щебня:

кубовидный, с показателем лещадности до 10%;
улучшенный дробленый, с количеством зерен пластинчатой и игольчатой формы от 10 до 15%;
обычный, в котором от 15 до 25% пластинчатых и игольчатых зерен;
простой обработки с показателем лещадности от 25 до 35%;
низкосортный состав, где зерен пластинчатой и игольчатой формы до 50%.

Щебень первой и второй групп используется при выполнении ответственных работ и изготовлении конструкций, воспринимающих значительные нагрузки, третьей и четвертой — для слабонагруженных конструкций, засыпок и подготовок, а пятой — при устройстве грунтовых автодорог и возведении временных зданий.

Наименование группы	Обозначение группы	Содержание пластинчатых и игловатых зёрен, %
Кубовидная	1	до 10%
Улучшенная	2	до 15%
Обычная	3	до 25%
Низкосортный	4	до 50%

Прочностные характеристики

Для характеристики прочности щебня используется его марка по дробимости. Определяется этот показатель давлением пресса с силой до 200 Кн, на помещенный в стальной стакан щебень стандартной фракции. Полученная смесь просеивается через сито с размером ячеи, соответствующей исходной фракции испытываемого образца. Оставшуюся на сите массу взвешивают и сравнивают с начальной величиной. На основании полученного в результате испытаний величине коэффициента дробимости определяют прочность щебня. В частности, ГОСТ 8267-93 регламентирует:

щебень маркой М1000 — М1400 должен иметь коэффициент дробимости более 5%;
щебень марки М400 — М800 — должен иметь коэффициент дробимости от 5 до 10%;
для остальных марок — не более 15%.

Щебень, используемый для строительства автодорог, характеризуется еще маркой по истираемости.

Допустимый объем слабых зерен в щебне

Действующий технический регламент — ГОСТ 8267-93 содержание слабых зерен в щебне в зависимости от его вида и марки дробимости. Слабыми считаются зерна из состава мерной пробы, высушенные до постоянной массы и разложенные в один слой, расколовшиеся в результате удара под силой собственной тяжести стандартного молотка с высоты 4 мм. Для щебня марок М1000 — М1400 этот показатель не может превышать 5%.

Морозостойкость щебня

Маркам щебня по морозостойкости характеризует его способность сохранять первоначальную массу после определенного количества циклов замораживания и оттаивания. По результатам испытания определяется процент потери массы мерной пробы под воздействием знакопеременных температур. Эта величина не должна превышать 5% для щебня марок по морозостойкости F100 — F400 и 10% для щебня марок F15 и F25.

Содержание в щебне пылевидных и глинистых частиц

Действующий ГОСТ 8267-93 регламентирует максимально допустимое содержание в щебне пылевидных и глинистых (размером менее 0,05 мм) частиц в зависимости от состава и марки щебня по дробимости. При испытаниях мерная пробы испытываемого щебня, помещенная в стандартную емкость, неоднократно заливается водой и перемешивается, а полученная суспензия пропускается через сито с ячейкой 0,063 мм. После того, как вода остается чистой, оставшиеся на сите частицы высушиваются, добавляются к щебню мерной пробы и взвешиваются. Разница между весом в начале испытания и в его конце указывает на массу частиц размером менее 0,063 мм, процентное содержание которых в щебне регламентируется стандартом.

Наличие в составе щебня вредных компонентов и примесей

В соответствии с требованиями ГОСТ 8267-93, щебень должен обладать стойкостью к воздействию окружающей среды, к воздействию щелочей цемента, другим веществам, вызывающим коррозию арматуры в изделиях из железобетона, снижающих долговечность бетона и др.

Отдельно выделяется необходимость радиационно-гигиенической оценки щебня, в зависимости от которой принимаются решения об использовании щебня:

при поставке бетона и изготовлении конструкций для жилых и общественных зданий;
при возведении промышленных зданий и сооружения, а также устройстве автодорог в городской черте;
для прокладки дорог вне населенных пунктов.

Каждая партия щебня должна сопровождаться документом о его качестве с указанием величины удельной эффективной активности естественных радионуклидов.

Применение щебня в зависимости от его происхождения

Показатели природного сырья, используемого при производстве щебня заметно сказываются на характеристиках готового материала:

гранитный щебень, обладающий высокой прочностью и минимальным количеством примесей, применяется при изготовлении конструкций, воспринимающих высокие нагрузки, отсыпке железнодорожных насыпей, оснований дорог;
гравийный щебень, прочность которого ниже гранитного, обладающий минимальной радиоактивностью, используется в качестве крупного заполнителя бетонной смеси, для устройства основания автомобильных дорог и тротуаров;
известняковый щебень, применяется для слабонагруженных железобетонных конструкций, в производстве цемента, в полиграфии и в стекольной промышленности;
вторичный щебень, недорогой и обладающий невысокой прочностью, изготовленный из кирпичного лома, демонтированных бетонных и железобетонных конструкций, используемый для засыпок и подготовок.

При необходимости конкретные характеристики щебня оговариваются проектом.

Приемка щебня

Соответствие фактических характеристик щебня, требованиям технического регламента выполняются:

каждодневный приемочный контроль с определением зернового состава, наличия пылевидных и глинистых примесей, объем зерен слабых пород, наличия комковой глины;
ежедекадная проверка количества зерен пластинчатой и игольчатой формы, а также дробленых зерен;
ежеквартальная проверка прочности и насыпной плотности;
ежегодная проверка морозостойкости, значения удельной эффективности естественных радионуклидов.

Полученные результаты указываются в паспортах на нерудные стройматериалы.