Щебень из плотных горных пород и его классификация

Щебень является продуктом дробления горных скал и валунов на открытых горных карьерах. Горные массивы окутывают практически всю нашу планету, поэтому, исходного материала для производства строительного щебня предостаточно.

Процесс производства щебня является безотходным, даже пыль, гранотсев имеет свое место применения. Для его производства не требуется дорогостоящей современной техники, отсюда доступная цена на все виды щебня.

Перед выбором щебня, важно учитывать технические характеристики, у каждой породы камня, они разные. Качественные показатели, в свою очередь, зависят от химического, минералогического состава, структуры, условной свежести исходного материала.

В составе горной породы может быть всего лишь один вид минерала, а может быть несколько. Первый вариант породы называется простой мономинеральной, второй вариант - сложной полиминеральной. В качестве примера простых пород - гипс, кварцит. Сложные породы это гранит, базальт, габбро…

Под воздействием времени и агрессивной внешней среды, в горных породах происходит выветривание - увеличивается пористость, уменьшается водостойкость. Снижается в целом прочность, хотя на долговечности изделий особо это не отражается.

Классификация щебня

Классифицируют щебень горных пород по следующим показателям:

• вид щебня;
• радиоактивность;
• морозоустойчивость;
• прочность;
• лещадность;
• размер зерна, фракция.

По происхождению, горный щебень бывает разных видов:

• гранитный;
• гравийный;
• известняковый.

Основные виды горных пород

Существуют две основные разновидности исходного сырья - старые, уставшие породы, скалы, которые разбивают, дробят, сортируют по фракциям, очищают. 

Второй исходный материал  - это обломочные горные породы. Это природные сформированные обломки и остатки горных пород и минералов. К таким можно отнести щебень, гравий, в составе которых много различных примесей, глины, песка. Такой материал нуждается в тщательной очистке и сортировке.

Горные породы, которые опоясывают всю нашу планету, состоят из нескольких основных горных минералов - это полевой шпат, кварц, кальций, слюда, змеевик, оливин и другие разновидности.

Кроме того, существуют еще рыхлые каменные материалы - гравий, песок, валуны, дресва… Такие обломочные породы получаются в результате воздействия влаги, ледников, ветра, перепад температур. Рыхлые материалы встречаются в природе как в смешанном виде, так и раздельно.

Гранит, гравий, известняк - основа строительного щебня

Гранит - наиболее прочный, долговечный и востребованный  строительный материал, из которого получают щебень самой высокой прочности. Показатель прочности означает приложенное усилие на квадратный сантиметр, при котором материал не изменит своей структуры и форму. В  цифрах имеем 1900 - 3120 кг/см2 - это наивысший показатель среди всех видов горного щебня. Ввиду высокой прочности, гранитный горный щебень показан к применению в местах, где ожидаются высокие физические нагрузки на возводимый объект. Таковыми являются аэродромные полосы, военные объекты, автомобильные дороги высокой проходимости, железобетонные конструкции, мостовые опоры….В быту особое применение имеет гранитный бутовый камень - отличный материал для декорирования различных парковых участков, фонтанов. Также имеет применение для возведения современных каменных заборов и оград. Все это благодаря высокой прочности и большому размеру камня.

Гравийный щебень - несколько уступает по основным показателям граниту. Данный вид щебня  является приоритетным материалом при постройке жилых помещений, детских учреждений, больниц. Для его производства не используется дорогостоящая техника, отсюда более лояльная цена данного вида горного щебня. Отсюда - приоритет при выборе материала для построек, где важным фактором является себестоимость конечного продукта.

Известняковый горный щебень - наиболее доступный по цене строительный материал. Его в основном получают в результате дробления горной осадочной породы - известняка, в составе которого превалирует кальцит.

По своим показателям значительно уступает предыдущим видам щебня, однако это не мешает его популярности. В первую очередь его цена - она самая низкая и доступная. Данный строительный материал широко применяют в строительных работах, особенно в частных домохозяйствах. Срок службы такого камня достаточно долгий, поэтому его применение имеет такой широкий спектр. 

Главным минусом является его прочность и устойчивость к агрессивной внешней среде. Его применяют в таких местах, где не будет высоких нагрузок на возводимый объект, дорогу, железобетонные изделия.

Радиоактивный фон наиболее высокий показывает гранит и его производные материалы. Несмотря на свою прочность, его как правило, не используют при возведении построек, где будут обитать люди. Его не применяют при возведении детских объектов или больниц. 

Гравийная разновидность горного щебня имеет вполне допустимые показатели, поэтому именно такой гравий задействован при возведении жилых помещений, детских заведений и больниц. Прочность данного вида вполне допустима при возведении многоэтажных строений.

Морозостойкость - способность горных материалов выдерживать неоднократные циклы замораживания и оттаивания в состоянии насыщения влагой.

Особенно тяжелым испытанием приходится на щебень, который используют при строительстве дорожного покрытия. Он почти постоянно находится в соприкосновении с влагой, осенью впитывает влагу, зимой то замерзает, то оттаивает.

Количество циклов должно быть заявлено в сопроводительных документах не ниже 200. 

Испытание материала происходит при температурах - 20с и +20с. Если образец щебня не имеет повреждений после испытаний, не имеет трещин, не изменилась прочность, нет сколов - такой материал прошел проверку и может быть допущен к различным строительным работам.

Показатель морозоустойчивости обозначают буквой F, цифрами указывают на количество циклов, которые способен выдержать горный вид щебня, максимальная цифра может быть 400.

Прочность плотного горного щебня - это способность противостоять без изменения формы, без трещин и сколов высоким нагрузкам. Показатели прочности в целом, зависят от свойств минералов, входящих в состав породы, из которой произведен щебень.

Испытания на прочность щебня производят методом удара и сжатием под высокой нагрузкой. Наивысшие показатели у гранитного горного щебня, он является эталоном, от этого показателя отталкиваются при выборе материала.

• Слабый щебень - м200 - м600.
• Средний щебень м600 - м800.
• Прочный щебень м800 - м1200.
• Высокопрочный щебень - м1200 - м1600.

Лещадность - геометрия зерна щебня, которая очень важна в производстве бетонных смесей. Округлая, овальная форма не способствует добротному сцеплению щебня с цементом в растворе. Такой материал стремится упасть на дно раствора, массы, тем самым ухудшить прочность бетона, что в свою очередь отразится на качестве производимой конструкции.

Такую форму щебня имеют морские и речные виды материала, вода делает свое дело.

Наиболее приоритетной в строительстве считается кубовидная форма зерна. Благодаря ей, фактическая плотность бетонной массы получается наиболее высокой, в ней отсутствуют воздушные прослойки, камешки плотно прилегают друг к другу.

Цифровой показатель - чем меньше число, тем меньше в массе щебня овальных зерен материала.

Фракция горного щебня - наиболее важный показатель, от которого зависит сфера использования материала.

Его делят по размеру зерна:

• 0 - 5 мм - отсев, попутный дешевый материал, используется в самых разных вариантах;
• 5 - 20 мм - мелкая, наиболее универсальная фракция, используется в бетонных массах, изделий из бетона, конструкции, фундаменты, дорожные работы;
• 20 - 40 мм - средняя фракция, производство бетона, различных сооружений и изделий из него, возведение жилых зданий и помещений;
• 20 - 40, 40 - 70 мм - крупная фракция, используется в производстве товарного бетона, железнодорожных насыпей, используется для дробления на более мелкие фракции, декорирование различных объектов.

Заключение

Прежде чем купить щебень горных плотных пород, необходимо тщательно ознакомиться с его видами, свойствами и учитывать, для каких работ он будет использоваться.