Марка щебня по прочности на сжатие

Содержание

При выборе щебня для строительства специалисты принимают во внимание характеристики насыпного материала. Камни должны соответствовать определенным требованиям прочности, лещадности, фракции и морозостойкости. По этим признакам определяют марки щебня. Рассмотри основные параметры этого востребованного строительного компонента.

Определение

Марка щебня означает минимальную прочность каменистой породы. Она напрямую зависит от характеристик основополагающего массива. Кроме прочности за показателем скрывается способность выдерживать количество циклов замораживания-оттаивания, а также истирание. Не всегда эти величины связаны между собой.

Марки щебня приведены в ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ». Он также содержит нормирование материала по фракции, лещадности, плотности и радиоактивности и подробные технические характеристики.

Прочность

При выборе крупного заполнителя для бетона или подсыпки под дорожное полотно в первую очередь ориентируются на прочность камня. Марка по дробимости щебня показывает, какое минимальное давление способна выдержать порода при испытании на сжатие в конусе.

По этому признаку существует единая классификация:

Марка прочности	Тип	Описание
М200, М300…М600	Слабый	До 15% включений слабых горных пород
М600…М800	Средний	Максимальное содержание слабых частиц – 10%
М800…М1200	Прочный	Слабых частиц до 10% с увеличенным пределом прочности основных камней
М1200 и выше	Высокопрочный	Слабых пород не более 5%. К группе относится преимущественно шлаковый и гранитный щебень

На марку оказывают влияние несколько факторов:

удельный вес щебня, который зависит от фракции и типа породы и в среднем составляет 1340…1500 кг/м 3 ;
твёрдость основной породы. Например, пемза шлаковая имеет широкий диапазон прочности в зависимости от состава (М300… М1600), гранитный – не менее М1400, а слабый известняк не более М600;
лещадность основного объема насыпи. Камни плоской формы менее прочные, чем объёмные.

Оптимальная марка щебня для дорожных работ – М800…М1200, для обустройства пешеходных садовых дорожек достаточно М300-М400. В данном случае ГОСТ не определяет марку морозостойкости, но значение истираемости учитывать следует.

Марка щебня для щебеночной подготовки, как и для приготовления строительных растворов, определяется потребностью в надежности и предполагаемых нагрузках. Обычно используют М600…М1200.

Морозостойкость

Марка по морозостойкости щебня означает минимальное количество циклов замораживания/оттаивания, которое может выдержать насыпь. Она определяется преимущественно плотностью камней – чем она выше, тем меньше воды впитывает щебень, тем лучше он переносит перепады температур.

Марки гранитного щебня по морозостойкости самые внушительные – F350-F400. Можно сказать, этот материал долговечный и не боится никаких погодных воздействий. Щебень из гранита сочетает высокую прочность со способностью выдерживать замораживание, что делает его идеальным компонентом для строительных работ, проводимых вне помещения:

устройство наружных стен дома, подвалов, фундаментов;
укрепления опорных стенок;
изготовление уличных конструкций, требующих высокой прочности: тротуарная плитка, дорожное полотно, бордюры, элементы набережных.

Ввиду высокой стоимости используется не повсеместно, преимущественно на частных территориях.

У щебня из природного камня или искусственного материала с менее плотной структурой морозостойкость ниже, чем у гранита.

Истираемость щебня

Марка по истираемости щебня определяется лабораторно в испытательном барабане. Партию загружают в приемник, запускают круг с определенной скоростью на некоторое время. Затем измеряют потерю веса массы основных камней. По результату камню присваивается группа:

Марка износостойкости (группа)	Потеря массы при испытании, %
И – I	До 25
И – II	25…35
И – III	35…45
И – IV	45…60

Степень износа важна при выборе щебня для дорожного строительства. Чем она выше, тем лучше.

Щебень (в просторечии — щебёнка) — неорганический, зернистый, сыпучий материал с зёрнами размером свыше 5 мм (по европейским стандартам — более 3 мм), получаемый дроблением горных пород, гравия и валунов [1] , попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд (чёрных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности и последующим рассевом продуктов дробления.

Средняя плотность щебня — от 1,2 до 3 г/см 3 .

Содержание

Фракции [ править | править код ]

1.	от 3 до 8 мм (т.н. еврощебень)
2.	от 5 до 10 мм
3.	от 10 до 20 мм
4.	св. 20 до 40 мм
5.	св. 25 до 60 мм
6.	св. 20 до 70 мм
7.	св. 40 до 70 мм

1.	от 5 до 10 мм
2.	от 10 до 15 мм
3	от 15 до 20 мм
4.	от 70 до 120 мм
5.	от 100 до 300 мм

Лещадность [ править | править код ]

Содержание лещадных зерен — параметр, определяющий содержание в процентном соотношении лещадных (игловатых) зерен. В щебне нормируют содержание зёрен пластинчатой и игловатой форм. К зёрнам пластинчатой и игловатой форм относят такие зёрна, толщина или ширина которых менее длины в три раза и более. По форме зёрен щебень подразделяют на четыре группы:

Группа	Название	Содержание зёрен пластинчатой и игловатой форм
I	кубовидная	до 10 %
II	улучшенная	10—15 %
III	обычная	15—25 %
IV	25—35 %

Использование щебня кубовидной формы даёт наиболее плотную утрамбовку. Наличие в щебне зёрен пластинчатой и игловатой форм приводит к увеличению межзерновой пустотности в смеси. При изготовлении бутобетонных смесей это приводит к увеличению расхода связующего компонента, что влечёт за собой дополнительные материальные затраты. Кроме того, кубовидные зёрна обладают большей прочностью, чем зёрна пластинчатой и игловатой форм. Следовательно, использование кубовидного щебня в производстве бутобетонных смесей экономически целесообразнее.

В то же время при строительстве железных и автомобильных дорог применяют щебень повышенной лещадности, так как он обладает лучшими дренирующими свойствами.

Морозостойкость [ править | править код ]

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. В строительстве в основном применяют щебень с маркой морозостойкости не менее F300 (300 циклов замораживания и оттаивания).

Прочность [ править | править код ]

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 зёрен 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 зёрна 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 тяжёлых высокопрочных бетонов, в несущих мостовых конструкциях, фундаментах.

Радиоактивность щебня [ править | править код ]

Радиоактивность щебня — характеристика. Если продукция должна быть пригодна для всех без исключения видов строительных работ, что должно быть подтверждено соответствующими сертификатами и санитарно-эпидемиологическими заключениями, исследованиями спец. лабораторий, то это означает, что весь поставляемый гранитный щебень и др. виды высокопрочного щебня относятся к I-му классу по радиоактивности (удельная эффективная активность естественных радионуклидов А_эфф должна быть менее 370 Бк/кг). Для строительства дорог в пределах населённых пунктов подходит щебень II класса по радиоактивности (А_эфф должна быть менее 740 Бк/кг).

Применение [ править | править код ]

Зёрна щебня имеют различную форму, в зависимости от лещадности. Поверхность их шероховатая, поэтому они хорошо сцепляются с цементно-песчаным раствором в процессе изготовления бетона.

Щебень фракции 3—8 и 5—20 используется для производства бетона и изделий из него. Фракцию 20—40 чаще всего применяют во время закладки фундаментов зданий (как часть «подушки»), а фракции 25—60 и 40—70 используются в дорожном строительстве.

Щебень фракции 25—60 может использоваться исключительно для балластного слоя железнодорожного пути (ГОСТ Р 54748-2011). В строительстве же, в соответствии с ГОСТ 8267-93, используются прочие фракции щебня.

Разновидности щебня [ править | править код ]

Гранитный щебень [ править | править код ]

Гранитный щебень — это щебень из твердой горной породы зернистого строения, которая является самой распространённой на Земле. Гранитная скала представляет собой магму, застывшую на больших глубинах. Состоящую из хорошо сформированных кристаллов полевого шпата, кварца, слюды и т. д. И имеет цвет красный, розовый или серый, в зависимости от преобладания в нём шпата и слюды. Глыбы получают обычно путём взрыва монолитной скалы, затем они дробятся в машине, а полученный щебень просеивается по фракциям. Это последний этап производства щебня.

Фракции гранитного щебня

0—5 мм (гранитный отсев-ЩПС) — самая мелкая фракция гранитного щебня, в строгом понимании — не относится к щебню, а является побочным продуктом при его изготовлении. Применяется как декоративный материал для отделки, а также для отсыпания дорожек и дорог, детских и спортивных площадок; для изготовления бетонных изделий, в частности с поверхностью «мытого бетона»;
0—10 мм (ЩПС)
5—10 мм — самая мелкая фракция из коммерчески доступных. Используется в производстве бетона и конструкций из него для оптимизации фракционного состава крупного заполнителя, например в производстве плит перекрытия безопалубочным способом;
5—20 мм (смесь фракций 5—10 и 10—20) — пользуется наибольшим спросом. Используется в производстве бетона и конструкций из него, в фундаментных работах, при заливке мостовыхконструкций, мостового полотна, дорожных и аэродромных покрытий оснований;
20—40 мм — средняя фракция. Применяется в производстве бетона, железобетонных конструкций, в строительстве автодорог и железных дорог, трамвайных линий, при закладке фундамента и возведении производственных зданий;
25—60 мм — фракция, применяемая при строительстве основания для железнодорожных путей;
20—70 мм, 40—70 мм — крупная фракция, используется в производстве бетона, массивных конструкций из него и на работы с большим объёмом бетона. Применяется также в дорожном строительстве в пределах населённых пунктов, при возведении производственных зданий и сооружений;
70—120 мм, 120—150 мм, 150—300 мм (БУТ) — бутовый камень, Применяется для забутовок, в габионах, в декоративных целях, обычно для отделки заборов, водоёмов, бассейнов.

Это стандартные, наиболее частые способы использования данных фракций гранитного щебня, однако для каждой из них существует множество вариантов применения.

По техническим характеристикам гранитный щебень является прочным (марка 800—1200) и высокопрочным (марка 1400—1600), морозостойким (марка 300—400), с низкой лещадностью (5—23 %) и 1 классом удельной эффективной активности А_эф (менее 370 Бк/кг).

Хорошие свойства гранита делают его популярным строительным материалом. Это лучший заполнитель для высокомарочного бетона. Гранит также используется как декоративный камень. Он может быть серым, красным или розовым и иметь множество оттенков, после шлифовки и полировки имеет красивую зеркальную поверхность. Гранит в основном состоит из кристаллов полевого шпата, кварца, слюды, содержание которых влияет на цвет и оттенки камня.

Гравийный щебень [ править | править код ]

Щебень из гравия — щебень, получаемый путём дробления гравия на различные фракции — 3—10 мм, 5—20 мм, 5—40 мм, 20—40мм. Щебень из гравия применяют для фундаментных работ, для бетонов, в производстве ЖБИ, при строительстве дорог. Щебень из гравия — это колотый путём дробления, либо любым другим механическим способом гравий,имеющий 2 или более околотые стороны камня.

Известняковый щебень [ править | править код ]

Продукт дробления известняка, состоящего, главным образом, из кальцита (карбонат кальция — СаСО₃).

Известняковый щебень (иногда его ещё называют известковый или доломитовый щебень) — один из основных видов щебня, который помимо гравийного и гранитного щебня применяется в дорожном строительстве, а также при изготовлении железобетонных изделий. Так же допускается его использование при устройстве дренажей, при условии того, что он имеет достаточно плотную структуру.

Вторичный щебень [ править | править код ]

Щебень, получаемый при дроблении строительного мусора — бетона, кирпича, асфальта. Стандарты описаны в ГОСТ 25137-82. Для его получения используется то же самое оборудование, что и при производстве других видов щебня, процесс состоит из следующих основных стадий: сначала строительный мусор с помощью погрузчика помещается в бункер питателя, затем дробилка разбивает крупные куски на щебень, после этого проводится выборка металлических включений (на металлолом) и дальнейшее фракционирование щебня на грохоте (спросом пользуется и несортированная фракция).

Главное достоинство вторичного щебня — дешевизна, в среднем он в два раза дешевле гранитного. Энергозатраты на его производство по сравнению с другими видами щебня могут быть меньше до 8 раз. Себестоимость бетона с использованием вторичного щебня в качестве крупного заполнителя сокращается на четверть.

Вторичный щебень имеет широкое применение:

в качестве крупного заполнителя для бетона прочностью 5—20МПа;
в дорожном хозяйстве (отсыпка дорог, съездов, использование в качестве нижнего слоя дорог, не имеющих статуса федеральных);
в работах по благоустройству (посыпка под асфальтированные площадки, тротуары);
для укрепления слабых грунтов (траншеи инженерных сетей, днища котлованов).

Шлаковый щебень [ править | править код ]

Шлаковый щебень получают дроблением отвальных металлургических шлаков или специальной обработкой огненно-жидких шлаковых расплавов (литой шлаковый щебень). В настоящее время разработаны и применяются в строительстве разнообразные виды бетонов с применением как вяжущих, так и заполнителей на основе металлургических шлаков. Стоимость изделий из шлаковых бетонов на 20—30 % меньше, чем традиционных. В зависимости от крупности зёрен щебень делится на фракции: 5—10, 10—20, 20—40, 40—70, 70—120 мм. Зерновой состав шлакового щебня, как и других видов заполнителя, подбирается для обеспечения минимальной пустотности. Минимальная насыпная плотность щебня каждой из фракций составляет 1000 кг/м3. Содержание зёрен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, должно быть для щебня: кубовидного — не более 15 %; улучшенного — 25 %; обычного — 35 %. Длина таких зёрен в три и более раза превышает их толщину или ширину.

Наряду с плотными отвальными шлаками для производства щебня используют пористые шлаки, образуемые из расплавов с большим газонасыщением, вспучиванием пузырьками выделяющихся газов. Шлаковый щебень применяется не только как заполнитель цементных бетонов, но также в дорожном строительстве для укрепления оснований и устройства асфальтобетонных покрытий.

Марка щебня по прочности [ править | править код ]

Прочность шлакового щебня характеризуется его маркой. Для щебня из доменного шлака, применяемого в качестве заполнителя тяжёлого бетона, установлено пять марок по прочности:

Щебень марки М1200 может быть использован при изготовлении бетона марки М400 и выше, М1000 — марки М300, М800 — марки М200 и М600 — ниже М200. Щебень низких марок применяется также при изготовлении бетонов более высокой прочности, но после соответствующей проверки и технико-экономического обоснования.

Как правило, в строительстве применяется марка щебня (по прочности) не меньше F300.

щебень марки 800

щебень 400

щебень марки 1000

Прочность гравия и щебня характеризуется маркой, которая определяется по дробимости гравия (щебня) при раздавливании (сжатии) в цилиндре.

Гравий и щебень, которые предназначены для устройства автодорог, характеризуются маркой по истираемости в полочном барабане.

Допустимо определение марки щебня из метаморфических и осадочных пород не только в сухом, но и в насыщенном водой состоянии.

Допустима оценка морозостойкости гравия и щебня по количеству циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания. В случае несовпадения марок морозостойкость оценивается по результатам испытания замораживанием и оттаиванием.

В случае несовпадения марок по такому показателю, как дробимость, оценка прочности производится по итогам испытания в насыщенном водой состоянии.

Прочность щебня характеризует предел прочности исходной горной породы. Марка щебня обуславливает его деление на группы :

щебень высокопрочный М1200-1400;
щебень прочный М800-1200;
щебень средней прочности М600-800;
щебень слабой прочности М300-600;
щебень очень слабой прочности М200.

Порода щебня определяет пределы марки прочности :

гранитный (диабазы, диориты, габбро) — 800-1600 кг/см²;
известняки — 300-600 кг/см²;
доломиты — 600-1200 кг/см²;
гравий — в среднем 800 кг/см².

Наибольший спрос имеет гранитный щебень, прочность которого — это М1200, реже применяется высокопрочный гранитный щебень либо базальтовый щебень, марка прочности которого — это М1400-1600. Как правило, его используют в изготовлении тяжелых высокопрочных конструкций, фундаментах, в несущих мостовых конструкциях.