Щебнем называют сыпучий твёрдый материал, состоящий из раздробленных горных пород, камней, крупного гравия, либо отходов деятельности предприятий по переработке рудных и других полезных ископаемых. По популярности щебень не уступает гравию. Внешне он похож на него, но структура частиц у него другая. Камешки гравия выглядят обкатанными и закруглёнными, у щебня же они имеют резкие контуры и шероховатую поверхность. Хотя по составу они могут не отличаться друг от друга.
Чем отличается щебень от гравия
Главное отличие данных материалов – это их происхождение. Щебень получают искусственным путём за счёт дробления пород, гравий же образуется в ходе естественных природных процессов. Как правило, на это уходит много времени. Скорость образования щебня несравнимо более высокая и определяется прочностью породы и мощностью механизмов по её дроблению. Можно сказать, что у гравия есть историческое прошлое, а у щебня его практически нет.
Резкие угловатые края, наличие многочисленных выступов также отличает щебень от гравия. Такие его свойства обеспечивают лучшее, чем у речного гравия, сцепление с цементной массой, что делает его более предпочтительным при строительстве. Зато декоративные качества у него ниже.
Состав щебня может быть такой же, как и у гравия, а может и отличаться. Тут всё зависит от того, из какого материала был получен Щебень. Если это природная горная порода, то состав будет аналогичным (т. е. природным). Однако щебень могут произвести и из промышленных и строительных твёрдых отходов: керамики, шлаков и т. д. Минеральный состав щебня, полученного их горных пород, целиком зависит от их состава. Он может быть получен из пород магматического происхождения (гранит, базальт и др.), метаморфического (мрамор, гнейсы и пр.), осадочного (доломит, известняк).
Физические свойства щебня
По размерам фракций щебень делят на несколько видов. Наиболее часто применяют так называемую стандартную классификацию, в которую входит 7 интервалов размеров:
- 0,3 – 0,8 см;
- 0,5 – 1 см;
- 1 – 2 см;
- 2 – 4 см;
- 2,5 – 6 см;
- 2 – 7 см;
- 4 – 7 см.
Щебень наиболее мелких фракций называют еврощебнем.
Плотность материала составляет, в среднем, 1,2 – 3 г/см3.
Прочность щебня целиком определяется прочностью того материала, из которого он был получен. Для дорожного строительства важное значение имеет дробимость и износоустойчивость.
По показателю прочности щебень может быть высокой прочности, повышенной прочности, средней прочности, низкой прочности и очень низкой прочности. Количество частиц пород с низкой прочностью учитывается при нормировании. Самые лучшие марки по прочности: М1200, М1400, М1000. Материал с маркой М1400 – 1600 используется реже, в основном для создания прочных бетонов для капитальных сооружений.
Лещадность
Определяет степень уплощённости и вытянутости компонентов. Чем она выше, тем ниже его качество. По этому признаку выделяют щебень кубовидного, улученного, обычного и лещадного типов. Использование пластинчатых и игловидных щебней приводит к появлению микропустот в бетонной смеси. Применение такого материала требует больших затрат цемента на единицу массы бетона.
Единственная сфера, где применение щебня с повышенной лещадностью целесообразна – это строительство дорог и железных дорог. Это объясняется лучшей его способностью пропускать через себя воду.
Морозоустойчивость
Определяется по количеству циклов заморозки-разморозки. По этому показателю существуют марки от F15 до F400. Цифра после F означает количество циклов. Для строительства подходят марки F300 и выше.
Радиоактивные свойства
Они определяют сферу применения этого материала. Уровень радиоактивности должен быть подтверждён сертификатами и другими документами. Гранитный щебень может иметь более высокий радиационный фон, чем другие его разновидности. Повышенная радиоактивность допускается при строительстве дорог на удалении от населённых пунктов, хотя это не совсем правильно, учитывая возможность будущей застройки в необжитых местах.
Виды щебня
Щебень может быть гравийным, известняковым, гранитным, шлаковым, вторичным.
Гравийный щебень получают при дроблении породы на карьере, а также из скальных горных пород. Щебень гравийный отличается от гранитного тем, что он менее прочный, но в экологическом плане считается более безопасным, поскольку редко когда имеет повышенный уровень радиации.
Применяют такой щебень при получении бетона, в дорожном строительстве, для производства железобетонных изделий, при укладке грунтовых дорог и дорожек для пешеходов. Бетон на гравийном щебне получается менее прочным, чем на гранитном, но при этом более прочным, чем на искусственном щебне из строительных материалов.
По размеру частиц гравийный щебень делится на мелкий (3 – 10 мм), средний (5 – 20 мм), крупный (0,5 – 4 см) и очень крупный (2 – 4 см). Нормируется по ГОСТ 8267-93.
Гравийный щебень получают примерно так же, как и другие его виды. Сначала куски породы помещают при помощи погрузчика в специальный бункер, после чего дробилка разделяет эти скалы на мелкие кусочки. Далее полученный материал разделяется на фракции.
По цене этот материал является сравнительно недорогим. Он более дёшев, чем гранитный щебень. При его получении также требуется меньше энергии, чем при получении гранитного щебня.
Иногда к гравийному щебню причисляют также и гравий.
Известняковый щебень является результатом измельчения известняка, который, в основном, состоит из карбоната кальция. Он используется при строительстве дорог, производстве железобетона. Может быть применён в дренажных целях (некоторые виды).
Гранитный щебень получают при дроблении твёрдых гранитных пород, имеющих, обычно, зернистую структуру. В состав гранита входят: кварц, полевой шпат, слюда и пр. Материал имеет розовый, красный или сероватый цвет, который зависит от соотношения основных компонентов. Гранитный щебень имеет наибольший удельный вес.
Так как гранитная порода очень твёрдая, то для её измельчения применяются взрывы. Дальнейшее дробление проводят в специальном устройстве, а затем полученный материал распределяют по преобладающим размерам.
Наиболее мелкая фракция применяется в качестве декоративного материала, для посыпки дорог, при обустройстве зон отдыха, при получении бетона.
Средние фракции используются при изготовлении бетона, в том числе, для фундамента, в строительстве мостов, для заливки дорог, взлётных полос на аэродромах, в производстве железобетона, промышленных зданий и т. д.
Крупные фракции тоже идут на производство бетона, а так же востребованы при строительстве массивных объектов, железных дорог.
Наиболее крупная фракция может быть использована при строительстве заборов, бассейнов, искусственных прудов и как декоративный камень.
Гранитный щебень относится к числу наиболее прочных материалов, с высокой морозостойкостью и низким уровнем лещадности (вытянутости, уплощённости компонентов). Гранит считается превосходным заполнителем бетонов, придающий им высокую прочность.
Вторичный щебень получают при измельчении строительных отходов, таких, как асфальт, бетон, кирпич. Этот материал считается самым дешёвым видом щебня. При его получении тратится минимальное количество энергии (до 8 раз меньше). Существенно удешевляется и стоимость бетона, произведённого с использованием данного материала.
Вторичный щебень обладает невысокой прочностью и устойчивостью к морозу. Тем не менее, он активно применяется в качестве заполнителя для бетонов, для прокладки грунтовых дорог, в качестве трамбовочного материала, а также для повышения устойчивости грунта.
Шлаковый щебень производят из отходов металлургических производств. Такой материал стоит дешевле. Насыпная плотность составляет 1000 кг на кубометр. Некоторые шлаковые щебни имеют пористую структуру. Их производят из расплавов с высоким содержанием газов. Плотность такого материала от 400 до 1600 кг в одном кубическом метре. Насыпная плотность составляет 800 кг/м3 и меньше, а потому используется для получения легковесных бетонов.
Помимо включения в состав бетона, этот материал также нашёл применение при строительстве дорог и в целях укрепления грунтов под строящимися объектами.