Щебень - фракции, марки, характеристики

Щебень относится к материалам, имеющим критическое значение для строительства в частном, проектном и промышленном секторах. От правильного выбора и использования зависит прочность и долговечность основания здания и монолитных конструкций стен, опор, прочих силовых и несущих элементов. Что такое щебень, какими бывают его разновидности и требования к подбору, кратко рассказываем в этом материале.

Щебнем принято называть неорганический сыпучий строительный заполнитель, полученный в процессе естественного и искусственного измельчения плотных (скальных) горных пород. Его характеристики, виды и особенности применения полноценно описаны в ГОСТ 8267-93, документ, дающий исчерпывающую информацию о продукте, в том числе и об ограничениях, и допусках.

Щебень — это осколки камня различной величины и формы, классифицированные по фракциям с определенным диапазонам размеров. Фракции щебня имеют отдельные области применения и не относятся к его видам. Принято использовать сложную классификацию щебня по широкому ряду признаков, в том числе и по тем, что определяют возможности его применения.

Стандарт предусматривает виды щебня с разделением по происхождению и свойствам:

• щебень гранитный, в том числе гранитный кубический, востребованный в строительстве как основной и самый прочный заполнитель;
• гравийный менее прочный (по марке прочности на сжатие), мельче по фракции, слабее по морозостойкости, но активно применяется в частном строительстве и для решения задач на территориях;
• доломитовый или известняковый — относительно мягкий и непрочный в сравнении с гранитным и гравийным, обладает повышенной способностью впитывать влагу;
• вторичный — это вид щебня используется ограниченно, так как он уже прошел определенное количество циклов промерзания, утратил прочность, но вполне пригоден как дренажный и отсыпной материал.

Характеристики щебня для каждого вида прописаны в ГОСТ, на них ориентируются при выборе материала, так как эти данные отражают фактические требования. На основании ГОСТ выводятся СП и СНиП, предусматривающие применение щебней разных видов.

Классификация щебня по происхождению отражает способы его добычи и некоторые особенности технологии. Она не столь важно для покупателя, но упомянуть ее стоит — гранитный получают взрывным способом, гравийный обычно отсеивается в процессе разделения на фракции, доломитовый добывают в карьерах вскрытых отложений.

Для строительства важны характеристики, отражающие конструктивные и пользовательские особенности материала. Применительно к щебню это:

• прочность и плотность — связанные понятия, прочность принято обозначать маркой М в кг на кубический сантиметр, по плотности можно определить удельный вес и соответственно вес определенного объема камня;
• морозостойкость щебня отражает количество циклов полного промерзания и оттаивания, после которых материал может потерять свои прочностные свойства;
• коэффициент водопоглощения обычно рассматривается как вторичный параметр для гранитного и гравийного щебня, достаточно плотного по структуре;
• лещадность — важный критерий отбора, когда речь идет о качественном наполнителе для бетона и железобетона.

Эти базовые характеристики для каждой категории отдельно.

Параметр указывает на предельную нагрузку, которую выдерживает скальная порода при сжатии. Марка щебня является стандартным параметром для классификации его по прочности:

• для гранитного М1200 - М1400;
• для гравийного М800 - М1000;
• для доломитного М600 - М800;
• для вторичного М300 - М600.

Прочность щебня доломитового находится на нижнем конструктивном пределе для строительства в частном секторе. В проектном строительстве востребован гранитный и гравийный материал, вторичный применяется как балласт для отсыпки, где не прогнозируются значительные нагрузки.

Этот критерий влияет на прочность материала с течением времени. Его принято рассчитывать по полным циклам промерзания и оттаивания камня — в пределах указанного в ГОСТ диапазона материал не должен разрушиться.

Иногда этот показатель игнорируют, и совершенно зря — в паспорте и сертификате он указывается и влияет на возможность применения материала в строительстве жилых объектов. Чаще всего высокий показатель демонстрирует самый прочный гранитный щебень, поэтому его отбирают особо тщательно.

Критерий имеет значение для выполнения задач, где важна форма камня. Например, в бетонном растворе сцепление крупнозернистого наполнителя обеспечивается в основном камнями кубической формы. Лещадность — это процент содержания в массе камней (зерен) плоской и игольчатой формы. Для определения формы есть отдельные критерии по соотношению сторон. Чем ниже лещадность, тем выше качество материала.

Это важный критерий для покупателя объемов от одного кубометра. В отличие от песка, щебень почти не меряют на вес, но для проектных расчетов и транспортировки важно знать, сколько весит один кубометр щебня в килограммах и тоннах. На насыпную плотность влияет влажность, фракция, степень уплотнения материала:

• при повышенной влажности вода на гранях зерен увеличивает вес из-за большой площади оседания;
• мелкая фракция с высокой лещадностью заполняет объем кубометра менее плотно;
• чем плотнее и прочнее зерно щебня, тем больше будет вес кубометра.

В подавляющем большинстве случаев это справочный и вторичный показатель, имеющий значение для расчетов нагрузки на грунт и подвижной состав при перевозке.

Для упрощения восприятия приводим основные характеристики и классификацию щебня по ГОСТ в таблице.

Размер щебня считают по среднему показателю размеров зерна в массе, поэтому принято классифицировать его по фракциям с минимальной и максимальной крупностью. Какие фракции щебня бывают в продаже, и как они применяются, определено ГОСТом и связанными с ним СП (СНиП). В процессе добычи и производства материал проходит через дробилки и сита, в результате на отгрузку потребителям поступают фракции щебня с определенными размерами зерна.

Фракция 5 - 20 мм применяется в изготовлении ЖБИ и малогабаритных изделий, плитки, покрытий. Некоторые предприятия по ТУ используют зерно этого размера при выпуске монолитных малонагруженных готовых форм.

Фракция 20 - 40 мм в основном закупается производителями ответственных ЖБИ всех форм, строителями, работающими с несущими монолитами от фундаментов до колонн и стен.

Фракция 40 – 70 мм востребована в монолитном строительстве, в производстве крупногабаритных ЖБИ. Производители больших объемов бетона для промышленных объектов и автомагистралей используют ее как базовый наполнитель.

Крупнофракционный щебень 70-120, 120-150, 150-300 относят к бутовому камню, который используется для разных видов кладок, заполнения габионов, засыпки больших объемов при мелиорации и в гидротехнических сооружениях.
Применение щебня всегда связано с определением полного набора характеристик. Указанные в ГОСТ параметры соотносятся с требованиями СП и СНиП в разных областях и ТУ на производство железобетонных изделий. В частном строительстве эти данные можно использовать для выбора качественного и безопасного материала.