Морозостойкость щебняЩебнем принято называть строительный сыпучий материал, произведенный дроблением натурального камня или твердых строительных отходов. Фракционность массы щебня составляет более пяти миллиметров. Одним из важнейших качеств этого строительного материала является его морозостойкость.
Морозостойкость характеризует способность материала выдерживать во влажной среде попеременное замерзание и оттаивание. В каждом кусочке щебня имеются микротрещины, в которые попадает вода. При замерзании объем воды увеличивается на 10 процентов. При этом увеличивается и давление льда на поверхность камня. Это приводит к постепенному разрушению его целостности. Именно по этой причине разрушаются дорожные покрытия и осыпается поверхность стеновых материалов из щебня. Если с поверхности стеновых изделий, железобетонных опор, колонн или перемычек вода быстро стекает и лишь незначительное ее количества остается в микротрещинах, то на поверхности дорожных покрытий картина выглядит иначе. Все микротрещины оказываются полностью заполнены водой, которая в осенне-зимний период то замерзает, то оттаивает, тем самым разрушая структуру материала. Сопротивляемость этим нагрузкам у каждой партии щебня разная. Для того, чтобы спрогнозировать поведение материала при замораживании и оттаивании проводятся соответствующие испытания. Они позволяют определить морозостойкость конкретной партии щебня. Анализ делается в лабораторных условиях. Для этого берется несколько образцов из одной партии щебня. Мелкая фракция щебня засыпается в лабораторный сосуд с размерами 5 х 5 х 5 сантиметров или же в цилиндрический с высотой и диаметром по 5 сантиметров. После этого сосуды со щебнем заполняют водой и морозят при температуре минус двадцать градусов Цельсия. После полного замерзания сосуд начинают нагревать при температуре плюс 20 градусов Цельсия и после полного оттаивания вновь замораживать. Такие циклы повторяются двести и более раз. Число циклов зависит от того, где именно будет использоваться щебень. Высокой морозостойкостью обладает тот щебень, который полностью сохранил целостность поверхности камней после всех этих многочисленных циклов. Такой щебень имеет коэффициент морозостойкости равный единице. К сожалению, столь высокими свойствами обладают далеко не все горные породы. Однако у гранитного щебня коэффициент морозостойкости близок к единице. Точный же коэффициент морозостойкости определяют как отношение первоначальной массы щебня к той, массе, которая имеется по факту после полного цикла испытаний. Существует и другой метод для определения морозостойкости щебня. Его заливают не водой, а раствором сернокислого натрия. Этот раствор воздействует на структуру камня точно так же, как лед. Испытуемый щебень предварительно высушивают и только после этого помещают в лабораторный сосуд. Под воздействием сернокислого натрия образец оставляют на 20 часов. Затем щебень извлекается и сушится при естественных условиях в течение 4 часов. После чего его снова заливают на 4 часа сернокислым натрием. Такие циклы повторяют 5 раз. Только после этого делается анализ реального состояния щебня и вычисляется коэффициент морозостойкости. При этом щебень тщательно промывают водой и полностью высушивают. Лаборант определяет процентный показатель потери веса щебня. Характеристики разных степеней морозостойкости щебня подробно описаны в ГОСТе 8267-93. При присвоении коэффициента морозостойкости обязательно указывается число циклов заморозка-оттайка, которые были проведены во время испытаний. Морозостойкость щебня принято обозначать латинской буквой F и числом, которое указывает на количество циклов. К примеру, щебень с морозостойкостью F150 способен сохранить все свои первоначальные свойства после 150 замораживаний и оттаиваний. По российским стандартам производится щебень с морозостойкостью F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300 и F400. Морозостойкость щебня важна не только для тех мест, где наблюдаются минусовые температуры, но также для тропических и даже экваториальных широт, где разница дневной и ночной температуры существенно велика. Колебание же температуры в немалой степени приводит к появлению микротрещин в структуре камня. В России действуют строительные нормы, которые запрещают использование щебня с морозостойкостью ниже F300. Причем для северных регионов действует запрет на использование в строительстве щебня с морозостойкостью менее F400.
Щебень – один из самых распространенных строительных материалов с обширной сферой использования. Как любой природный материал, он делится на виды с разным набором качеств, в числе которых такой важный параметр, как фракции щебня. Разбираемся, какими свойствами обладают представленные на рынке разновидности и для чего они предназначены, какие свойства являются определяющими для тех или иных строительных работ.
Заливка армированного фундамента
Откуда берут щебенку
Под названием подразумевается сыпучий строительный материал, следующего происхождения:
Из отходов карьерной добычи камня. Щебень природного происхождения наиболее качественный и подходит для строительных работ; бывает гранитным, гравийным, известняковым.
Из отвальных металлургических шлаков, получаемых при переработке руд. Использование шлакового щебня значительно (на 20-30%) снижает стоимость шлаковых бетонов (если сравнивать с традиционными).
Из строительных отходов. Вторичная щебенка – результат дробления старых асфальтовых дорог, кирпичного и бетонного лома. Основное преимущество материала – дешевизна.
Происхождение разных видов щебня задает их эксплуатационные характеристики, а, следовательно, и область использования. Основной процесс получения щебня – дробление, после чего его делят на фракции по размеру; единичный камень в каждой фракции называют зерном.
Мобильная дробильная установка
Как применяют
Для натурального щебня разработаны характеристики качества и возможности применения (они прописаны в нормах ГОСТ 8267–93). Без сыпучего материала невозможно представить следующие строительные процессы:
Строительство автомобильных дорог и ж/д путей, взлетных полос, тротуаров, парковок, садовых дорожек.
Изготовление бетона, производство ж/б изделий.
Стабилизация заболоченных земель укрепление берегов естественных и искусственных водоемов.
Изготовление монолитных фундаментов и конструкций из железобетона.
Ландшафтный дизайн: оформления клумб, отсыпка дорожек, устройство альпийских горок.
Рокарий – один из приемов ландшафтного дизайна
Размер и применение
Фракции (размеры) – удобный и наглядный способ для выделения видов щебня и его применения. Камни отделяют друг от друга при помощи вибрационного сита (грохота). Разделенное зерно классифицируется разными способами.
Существует стандартная, более подробная, классификация с шагом размера в 10 мм, или классификация нестандартных фракций (с промежуточными размерами, например, 10-15 мм). На практике пользуются следующим делением:
Отсев 0-5 мм. Идеален для работ по укладке тротуарной плитки, отсыпке дорог.
Крошка в пределах 2-5 мм. Получаются после дробления с отсеиванием гранитного песка (до 2 мм). Крошку, изготовленную из гранита, дополнительно моют. Материал нашел применение в декоративных работах, например, им отсыпают дорожки, спортплощадки или водоемы. Крошка нужна при изготовлении тротуарной плитки.
Зерна размером 5-10 и 5-20 мм. Наиболее востребованные фракции во всех видах строительства, в том числе и в частном домостроении.
Зерно 20-40 мм. Среднеразмерный материал применяют при крупном дорожном и промышленном строительстве: фундаменты, дороги, дренаж.
Сравнительный размер фракций
Щебень 40-70 мм. Находит применение в строительстве дорог.
До 200-300 мм. Форматная разновидность щебня имеет собственное название – бутовый камень. Его применение специфично: для создания подпорных стенок, оград, декорирования поверхностей, возведения фундамента. Бут востребован в декоративных работах: с его помощью оформляют фонтаны, пруды, бассейны.
Характеристики
Для эксплуатационных свойств щебенки важными являются такие характеристики, как лещадность, прочность, морозостойкость, уровень радиоактивности. Производитель указывает эти параметры в спецификации на щебенку.
Лещадность
Название этого важного параметра связывают с плоской рыбой – лещом. Лещадность показывает, какой процент зерен щебня имеет размеры, которые можно считать плоскими (в том числе пластинчатыми или игольчатыми). Другими словами, у лещадного зерна длина минимум в три раза больше, чем ширина.
Сравнение форм с ухудшением строительных качеств
Лещадность присуща любому виду щебня; характеристика указывает на качество: чем выше процент, тем хуже свойства строительного материала. Объяснение простое: зерна с формой, приближенной к кубу или сфере, способны утрамбовываться с максимальной плотностью, что положительно влияет на прочность конструкции.
Если же в щебенке содержится много лещадного зерна, ситуация меняется. Вытянутые зерна плохо трамбуются и не укладываются плотно. Так же они более хрупкие и часто ломаются, когда обычное зерно держит нагрузку. В итоге образуются пустоты, снижающие прочность конструкции.
Наименьший процент лещадности – у щебенки из гранита. Соотношение зависит не только от материала, но и от метода получения: если при дроблении используется сдвиг и сжатие, образовывается больше плоских зерен.
Лещадность обязательно учитывают при выборе щебенки. Показатель прописан в нормах ГОСТа, по которым выделяют 5 групп камня:
Лещадный щебень снижает качество фундамента
Стандартная щебенка. Количество лещадных зерен не превышает 15-25%.
Щебенка среднего качества с лещадностью 25-35 %.
В низкосортном щебне можно насчитать 35-50 % лещадного материала.
Для строительных целей предпочтительным вариантом служит зерно двух первых групп, материал третьей-четвертой групп считается эконом-вариантом. Материал из последней группы выбирают для небольших временных построек или грунтовых дорог.
Прочность
Это важнейшая характеристика, по которой понятно, как материал выдерживает механические нагрузки, сопротивляется давлению и износу; она влияет на применение щебня. Параметр определяют опытным путем. По прочности щебенка делится на марки, от М200 до М1600. Число показывает, какую нагрузку (в кг/см2) выдерживает зерно и для каких целей его можно использовать. Градация выглядит следующим образом:
М200. Прочность слабая, ее хватает только для ненагруженной отсыпки или создания открытого дренажа.
М300-М600. Сфера применения аналогична предыдущей, плюс возможно использование в фильтрах или очистных сооружениях.
Самая высокая прочность – у гранитной щебенки
М600-М800. Средней прочности достаточно для создания ненагруженных (не являющихся несущими) стен и других конструкций. Известковый щебень может использоваться для декоративных целей, например, для оформления клумб, садовых дорожек.
М800-М1200. Универсальный вариант, используемый во всех строительных сферах, от заливки фундаментов в частных домах, до формирования ж/д насыпи.
М1200-М1600. Высокопрочное зерно – оптимальный выбор для особо крупных и сложных инженерных конструкций
Морозостойкость
По параметру можно понять, сколько циклов замерзания/оттаивания переносит щебенка с сохранением эксплуатационных характеристик. Морозостойкость зависит от состава щебня; она маркируется буквой F, следующее за буквой число показывает количество циклов. По способности сопротивляться морозу щебенка делится на следующие категории:
Гравийный щебень разнородный по внешнему виду
Устойчивые. Марки F50-F150 подходят для строительства в частном секторе в тех районах, где зима отсутствует или мягкая.
Высокоустойчивые. Марки F200-F400 используются без ограничений по виду и месту строительства, включая районы Крайнего Севера.
Уровень радиоактивности
Естественный радиоактивный фон распределен в природе неравномерно. Поэтому разные виды щебенки обладают разным уровнем радиоактивности, зависящим от того, из какого сырья они получены. Наиболее высокий фон у гранитных фракций, остальные материалы ближе к норме. По уровню радиоактивности щебенка делится на следующие классы:
I класс. Радиоактивность минимальная, не превышает 370 Бк/кг. Идеальный вариант для жилого домостроения.
II класс. Показатель 370-740 Бк/кг указывает на то, что для жилья ее использовать нежелательно. Сфера применения – дорожное и промышленное строительство.
ІІІ класс. Щебенка с фоном, начинающимся от 740 Бк/кг, не используется в жилом домостроении, только в дорожном и промышленном строительстве.
Известняковая щебенка – экологичный продукт с минимальным количеством примесей
Как выбрать
В частном секторе ни одна стройка не обходится без щебня; применение сырья достаточно обширно, но большая его часть идет на изготовление бетона. Используются следующие разновидности щебня:
Гранитный. Служит для получения особо прочных марок бетона, но в частном строительстве используется редко. Его преимущество – не только высокая прочность, но и образцовая морозостойкость. Недостаток – более высокий радиоактивный фон (хотя он же является естественным, например, в горных и многих равнинных районах) и более высокая стоимость.
Гравийный. Его источником служат карьерные породы. Прочность ниже, чем у гранита, уступает ему и по внешнему виду. Зато, из-за распространенности сырья, имеет низкую себестоимость и радиоактивность, а по соотношению цены и качества это – оптимальный вариант для возведения жилого дома, включая фундамент.
Разгрузка щебенки: начало стройки не за горами
Известняковый. Отличается светлым, практически белым цветом. По основным показателям близок к гравийному аналогу, преимущества – экологичность и сравнительно высокая морозостойкость.
Вторичный. В его пользу говорит его стоимость; однако, сырье, применяемое повторно, теряет свои качества. Он подходит для заливки пола в нежилых помещениях, для посыпки садовых тропинок, для возведения альпийских горок, для усиления грунтов. В строительстве жилых домов его не используют.
Садовая дорожка из мелкой щебенки
Коротко о главном
Щебень используют для разных строительных работ, поэтому для удобства его делят на фракции. Разные виды материала производятся из разного сырья, и отличаются не только размером, но и эксплуатационными характеристиками. Щебенку выбирают, исходя из ее прочности и лещадности, также важна морозостойкость и уровень радиоактивности.
От качества щебня, применяемого в дорожном строительстве, зависит безопасность людей и транспорта. Расходы на материалы при прокладке автодороги превышают половину стоимости строительства. Особенно высокие требования предъявляют к щебню, так как от его прочности и морозостойкости зависит коэффициент сцепления колёс транспорта, ровность дорожного полотна, его износостойкость.
Характеристика щебня для дорожных работ
Щебень – зернистый строительный материал природного или искусственного происхождения. Основной способ производства – дробление и разделение по фракциям горных пород.
Строительство дорог с использованием щебеня
При прокладке дорог используют разные виды щебня:
Гранитный, самый прочный материал. Его применяют для прокладки дорог с интенсивным движением.
Гравийный, менее прочный, чем гранитный. Обладает преимуществами – доступной ценой и низким уровнем радиоактивности. Нашёл применение при прокладке дорог, ремонте дорожного покрытия, производстве асфальта.
Известняковый применяют при строительстве второстепенных дорог в качестве дорожного основания.
Бетонный обладает малой прочностью и износостойкостью, его используют для отсыпки временных дорог.
Щебень применяют на всех этапах прокладки, эксплуатации и ремонта автотрасс.
При выборе строительного материала учитывают его характеристики:
прочность;
лещадность;
морозостойкость;
размер зерен;
радиоактивность.
Эти параметры является основополагающим при выборе сферы использования – для приготовления разных типов асфальта, создания основы или верхнего слоя дорожного покрытия.
Дорожное полотно находится под воздействием окружающей среды, температура и влажность постоянно меняются. С наступлением холодов покрытие замерзает, в течение зимы оно может несколько раз отстаивать и замерзать вновь. Кристаллы льда разрывают связи между компонентами асфальта. Прочность и износостойкость ухудшаются, это снижает прочность поверхностного слоя.
При выборе щебня для дорожного строительства необходимо учитывать его морозостойкость – способность выдержать определённое количество замораживаний и последующих отстаиваний без потери определённого процента массы. Показатель морозостойкости устанавливает стандарт, он изменяется от 1 до 10 %. Чем выше морозостойкость, тем меньше потеря.
Применяют 2 способа определения морозостойкости
Замораживание и оттаивание пробы. Определённое количество высушенного материала выдерживают в воде, замораживают при температуре – 20 оС, оттаивают в тёплой воде. Через каждые 25 циклов материал просушивают, взвешивают. По уровню фактической потери массы определяют показатель морозостойкости.
Применение сернокислого натрия позволяет провести ускоренный анализ. Щебень выдерживают в растворе, просушивают, взвешивают.
Показатель морозостойкости обозначают буквой F.
По его значению выделяют марки щебня:
неустойчивый – F15 – F25;
устойчивый – F50 – F150;
морозостойкий – F200 – F400.
Показатели морозостойкости щебня и гравия при испытании замораживанием-оттаиванием или насыщением в растворе сернокислого натрия-высушиванием должны соответствовать указанным в таблице 1 и таблице 2
Замораживание-оттаивание
Морозостойкость зависит от свойств исходного материала.
гранитный – F300 – F500;
гравийный – F100 – F300;
известняковый и вторичный – ниже F100.
В дорожном строительстве нельзя применять щебень с морозостойкостью меньше F100, поэтому известняковый и вторичный щебень не используют при сооружении или ремонте дорожного покрытия.
Компания «Олимп Трейд» занимается производством и доставкой материалов для проведения дорожных работ. Предлагаем купить гравийный щебень с морозостойкостью F200; гранитный – F350; известняковый – F150. Минимальный объем заказа –10 м3. Работаем круглосуточно, доставим продукцию в любую точку Санкт-Петербурга и области быстрее, чем за 3 часа. Не привлекаем посредников, собственное производство и автопарк дают возможность устанавливать низкие цены. Отгружаем щебень после взвешивания, вручаем сопроводительные документы. На сайте представлены характеристика и стоимость продукции, здесь же можно сделать заказ.
