Щебень
Щебень — неорганический зернистый сыпучий материал с зёрнами крупностью выше 5 мм. Образуется в природных условиях при естественном дроблении (например, выветривании) более крупных обломков или искусственно получается путём дробления грубообломочных горных пород, гравия и валунов, 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/см3.
Содержание
История
Массовое строительство дорог во Франции началось в период правления Людовика ХII, но только в начале XVII столетия увеличилась интенсивность дорожных работ. Всё это потребовало применение новых технологий, где щебень являлся главным материалом для строительства дорог, и они были разработаны, так появилась система искусственного укрепления полотна дороги с помощью насыпки слоя щебня, усовершенствованная во Франции инженером специального дорожного корпуса Трезаге. С 1820 года в Западной Европе стала распространяться новая система устройства дорог Джона Мак-Адама (Макадама)[1], которая в связи с последующими наблюдениями и введением в 1834 году французским инженером Полонсо укатки щебёночной одежды, дала начало применяемому повсеместно способу устройства шоссе в Европе.
Первоначально щебень получался посредством разбивки булыжного или других твёрдых пород камня на куски толщиной от 3,5 до 5 сантиметров[2]. При ручной разбивке щебень обходился несколько дороже, чем при разбивке камня специальными машинами — камнедробилками, но зато материал получался более равномерный по крупности и отпадало меньше ненужных осколков. В дальнейшем в различных государствах мира были усовершенствованы методы массового производства и применения щебня в дорожном и других видах строительства.
Сырьё
Щебень является наиболее качественным крупным заполнителем для высокопрочных бетонов. Он, как правило, дороже гравия, но более доступен. Сырьем для щебня, используемого в производстве бетона служат в основном изверженные породы типа гранита, габбро, диабаза, базальта и карбонатные осадочные породы - известняки и доломиты, реже песчаники и метаморфические горные породы.[3]
Скальные грунты из которых изготавливают самые употребимые виды щебня классифицируют .[4]:
Технические требования
Основные параметры и размеры
Щебень выпускают в виде следующих основных фракций: от 5 (3) до 10 мм; св. 10 до 15 мм; св. 10 до 20 мм; св. 15 до 20 мм; св. 20 до 40 мм; св. 40 до 80 (70) мм и смеси фракций от 5 (3) до 20 мм.
По согласованию изготовителя с потребителем выпускают щебень в виде других смесей, составленных из отдельных фракций, а также фракций от 80 (70) до 120 мм, св. 120 до 150 мм.
В производстве бетона наиболее часто используются фракции от 5 (3) до 10 мм; св. 10 до 20 мм; смесь фракций от 5 (3) до 20 мм.
Полные остатки на контрольных ситах при рассеве щебня фракций от 5 (3) до 10 мм; св. 10 до 15 мм; св. 10 до 20 мм, св. 15 до 20 мм; св. 20 до 40 мм, св. 40 до 80 (70) мм и смеси фракций от 5 (3) до 20 мм должны соответствовать указанным в таблице 1, где d и D - наименьшие и наибольшие номинальные размеры зерен.
Таблица 1
| Диаметр отверстий контрольных сит, мм | d | 0,5(d + D) | D | 1,25D |
|---|---|---|---|---|
| Полные остатки на ситах, % по массе | От 90 до 100 | От 30 до 60 | До 10 | До 0,5 |
Для щебня фракций от 5 (3) до 10 мм и смеси фракций от 5(3) до 20 мм применяют дополнительно: нижние сита 2,5 мм (1,25); полный остаток на которых должен быть от 95 до 100%. │ По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготавливать щебень и гравий с полным остатком на сите 0,5(d + D) от 30 до 80% по массе.
Для щебня и фракций св. 80 (70) до 120 мм и св. 120 до 150 мм, а также для смеси фракций выпускаемых по согласованию изготовителя с потребителем полные остатки на контрольных ситах диаметром d, D, 1,25D должны удовлетворять указанным в таблице 1, а соотношение фракций в смесях устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем в соответствии с нормативными документами на применение этих смесей для строительных работ.
По форме зёрен щебень подразделяют на группы:
Обеспеченность установленных ГОСТ 8267-93 значений показателей качества щебня по зерновому составу (содержанию зерен размером менее наименьшего номинального размера d и более наибольшего номинального размера D) и содержанию пылевидных и глинистых частиц должна быть не менее 95%.
Прочность
Прочность щебня характеризуют маркой по дробимости при сжатии (раздавливании) в цилиндре.
Щебень, предназначенный для строительства автомобильных дорог, характеризуют маркой по дробимости при сжатии (раздавливании) в цилиндре и маркой по истираемости, определяемой испытанием в полочном барабане.
Марки по дробимости щебня из осадочных и метаморфических пород должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 3, а марки по дробимости щебня из изверженных пород - в таблице 4.
Щебень допускается испытывать как в сухом, так и в насыщенном водой состоянии. Для щебня из осадочных и метаморфических пород при несовпадении марок по дробимости прочность оценивают по результатам испытания в насыщенном водой состоянии. Водопоглощение щебня из изверженных пород мало, прочность его в водонасыщенном состоянии практически не снижается.
Таблица 3
Таблица 4
Марки по дробимости щебня из гравия и гравия должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 5.
Таблица 5
Марки по истираемости щебня и гравия должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 6.
Таблица 6
Содержание зерен слабых пород
Содержание зерен слабых пород в щебне и гравии в зависимости от вида горной породы и марки по дробимости не должно быть более указанного в таблице 7 (в % по массе).
Таблица 7
Морозостойкость
Морозостойкость щебня и гравия характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания, при котором потери в процентах по массе щебня и гравия не превышают установленных значений.
Допускается оценивать морозостойкость щебня и гравия ускоренным способом, по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания. При несовпадении марок морозостойкость оценивают по результатам испытания замораживанием и оттаиванием. Показатели морозостойкости щебня и гравия при испытании замораживанием и оттаиванием или насыщением в растворе сернокислого натрия и высушиванием должны соответствовать указанным в таблице 8.
Щебень и гравий по морозостойкости подразделяют на следующие марки: F15; F25; F50; F100; F150; F200; F300; F400.
Таблица 8
Содержание пылевидных и глинистых частиц
Содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее 0,05 мм) в щебне и гравии в зависимости от вида горной породы и марки по дробимости должно соответствовать указанному в таблице 9.
Таблица 9
Обеспеченность установленных ГОСТ 8267-93 содержания пылевидных и глинистых частиц должна быть не менее 95%.
Содержание глины в комках
Содержание глины в комках не должно быть более указанного в таблице 10.
Таблица 10
Наличие вредных компонентов и примесей
Щебень из попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород и некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд (черных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности должен быть устойчивым против всех видов распадов.
Устойчивость структуры щебня против всех видов распадов должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 11.
Таблица 11
Щебень должен быть стойкими к воздействию окружающей среды. Щебень, предназначенный для применения в качестве заполнителей для бетонов, должны обладать стойкостью к химическому воздействию щелочей цемента.
Стойкость щебня и гравия определяют по минералого-петрографическому составу исходной горной породы и содержанию вредных компонентов и примесей, снижающих долговечность бетона и вызывающих коррозию арматуры железобетонных изделий и конструкций.
Щебень не должен содержать посторонних засоряющих примесей.
Примечания
- ↑ Шаблон:ВТ-ЭСБЕ
- ↑ Шаблон:ВТ-ЭСБЕ
- ↑ Ицкович. Технология заполнителей бетона
- ↑ ГОСТ 25100-2020 "Грунты. Классификация"
Ссылки
- ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия. — Дата обращения: 18.03.2009.
- ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний. — Дата обращения: 18.03.2009.
- ГОСТ 8269.1-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы химического анализа. — Дата обращения: 18.03.2009.
- ГОСТ 26644-85 Щебень и песок из шлаков тепловых электростанций для бетона. Технические условия.. — Дата обращения: 18.03.2009.
- ГОСТ 22856-89 Щебень и песок декоративные из природного камня. Технические условия. — Дата обращения: 18.03.2009.
- ГОСТ 5578-94 Щебень и песок из шлаков чёрной и цветной металлургии для бетонов. Технические условия. — Дата обращения: 18.03.2009.
- ГОСТ 22263-76 Щебень и песок из пористых горных пород. Технические условия. — Дата обращения: 18.03.2009.
Литература
- Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технология заполнителей бетона. М., Высшая школа, 1991. 272 с.
- Ицкович С.М. Заполнители для бетона. Минск, 1983.
- Виноградов Б.Н. Влияние заполнителей на свойства бетона. М., 1979. 224 с.
- Дворкин Л.И., Пашков И.А. Строительные материалы из промышленных отходов. Киев, 1980.
- Олюлин В.В. Переработка нерудных строительных материалов. М., 1988
- Справочник по добыче и переработке нерудных строительных материалов / под. ред. Валюженича В.Я. Л., 1975
- Троицкий В.В. Обогащение нерудных строительных материалов. Л., 1986