Щебень: виды, фракции, марка, применение

Трудно назвать сферу строительства, где бы ни использовался щебень. Это незаменимый сыпучий материал, который отличается огромным разнообразием видов, и в каждом конкретном случае следует использовать материал той или иной фракции, прочности, лещадности, цвета и морозостойкости. Попробуем разобраться с объемной классификацией и понять, какие виды щебня существуют, каких фракций и марок он бывает, и как выбрать щебень, чтобы он оптимально соответствовал сфере применения.

Как получают и где используют щебень?

Щебнем называют сыпучий материал, который может значительно отличаться по цвету, размеру фракций, прочности и другим параметрам. Основная причина столь широкого расхождения по характеристикам кроется в происхождении.

По происхождению щебень делят на:

• щебень из горных пород, который получают при добыче камня. Может быть гравийным, гранитовым, кварцитовым и известняковым. Это наиболее предпочтительная для применения в строительных работах группа материалов;
• рудный щебень получают при обработке пород черных и цветных металлов;
• вторичный и шлаковый щебень получают из отходов строительства и производственных процессов. Это могут быть куски кирпича, бетона, асфальтового покрытия и т.д.

Вторые два вида щебня хоть и менее популярны, но все равно находят применение, так как сфера использования щебня достаточно широка. Его применяют для изготовления бетона разных марок, возведения монолитных конструкций и фундаментов, при производстве блочного строительного материала, для дренажа, создания дорожных покрытий разного типа, в т.ч. насыпных садовых дорожек и шоссе. Кроме того, без щебня не обойтись при обустройстве взлетных полос и железных дорог, да и дизайнеры полюбили этот материал за возможность декоративного оформления им клумб, водоемов, насыпей и поверхностей внутри помещений.

Какие фракции щебня существуют?

В результате дробления сырья образуются частички разных размеров, или, другими словами, разные фракции щебня. Чтобы отделить одну фракцию от другой, щебень просеивают сквозь специальное сито, именуемое грохотом. Встречаются частички щебня от 3 мм до 300 мм и больше.

Классификаций щебня по фракциям еще больше, чем самих фракций. Самым простым является деление на пять фракций:

• первая – это обломки до 5 мм, которые даже щебнем назвать нельзя. Это, скорее, побочный продукт производства, его можно применять разве что для декоративной отделки дорожек;
• вторая ­­– это щебень размером 5-20 мм. Это самый востребованный в строительстве и производстве ЖБИ материал, его также применяют для строительства дорог и создания фундамента. Такой щебень незаменим и в частном строительстве при подготовке бетона;
• третья – щебень 20-40 мм. Используется в дренажных работах, при строительстве трамвайных и железнодорожных путей, а также может применяться при обустройстве фундаментов зданий промышленного назначения;
• четвертая – крупный щебень размером 40-70 мм может использовать для дренажа, добавляться в бетон и бетонные изделия;

• пятая – самый крупный щебень размером до 300 мм, т.н. бут. Его применение сильно ограничено, но он подойдет для декора заборов, бассейнов и водоемов.

Есть и другая, более детальная классификация щебня по размерам, которая подразумевает выделение стандартных и нестандартных фракций. К стандартным относят такие фракции, как 3-8 мм, 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм, 25-60 мм, 20-70 мм, 40-70 мм. По согласованию с потребителем могут выпускаться нестандартные фракции 10-15 мм, 15-20 мм, 80-120 мм и 120-150 мм.

Лещадность щебня, геометрия формы щебня

В массе щебня встречаются элементы разных форм. Есть камни, которые отличаются наличием плоских ровных граней, они имеют пластинчатую или игловидную форму. Камни с условно равными гранями называют кубовидными. Чем больше в щебне содержание пластинчатых и игловидных элементов, тем выше показатель лещадности. От него зависят эксплуатационные характеристики щебня и сфера его использования.

По лещадности щебень делят на такие виды:

• обычный щебень с лещадностью 25-35%;
• улучшенный щебень, где часть игловидных зерен составляет 15-25%;
• кубовидный щебень с лещадностью не более 15%.

Щебень с невысоким показателем лещадности используется там, где важно плотно утрамбовать бетонную смесь. Игловатые зерна создают в бетоне ненужные пустоты, поэтому щебня приходится добавлять больше, но даже при этом показатели прочности на сжатие и готового материала будут ниже. Щебень с высокой лещадностью находит применение в дренажных работах, используется при строительстве дорог.

Плотность и прочность щебня

Плотность щебня колеблется от 1,2 до 3 г/см³ и сильно зависит от типа происхождения материала. Чем выше показатель плотности, тем более универсальным является материал. Плотность и прочность щебня – прямо пропорциональные показатели.

Прочность – это способность материала выдерживать механические нагрузки разного вида. Исследования и определение марки прочности проводят рядом испытаний, проверяя щебень в цилиндре, полочном барабане и сжимая его. Подобные эксперименты позволяют сымитировать реальные условия будущей эксплуатации. По марке прочности щебень бывает от М200 до М1600 (числовой показатель означает максимальную выдерживаемую нагрузку в кг/см²) и делится на такие классы:

• М200 – щебень очень слабой прочности, используется при обустройстве дренажных систем и создании ненагруженной отсыпки;
• М300-М600 – щебень слабой прочности, используется в тех же сферах, что и щебень М200;
• М600-М800 – щебень средней прочности, может применяться при создании ненагруженных конструкций, например, ненесущих стен;
• М800-М1200 – прочный щебень, наиболее универсальный вариант, который применяется при создании фундаментов, несущих стен, подпор, заборов и т.д.;
• М1200-М1400 – высокопрочный щебень, без которого невозможно соорудить фундамент многоэтажного здания, мостовые опоры и гидротехнические сооружения;
• М400-М1600 – сверхпрочный щебень, который используется достаточно редко и только при создании особенно ответственных конструкций.

В щебне нормируют количество примесей слабых пород, ведь от этого напрямую зависит прочность материала. Чтобы определить этот параметр, проводят испытания и создают давление на щебень в 20 МПа. Согласно ГОСТ 8267-93 часть примесей пород низкой прочности нормируются таким образом:

• для щебня М1600 – не более 1%;
• для щебня М1000-М1400 – не более 5%;
• для щебня М400-М800 – не более 10%;
• для щебня М200-М300 – не более 15%.

Если содержание низкопрочных примесей составляет более 20%, то материал называют гравием и используют его только в неответственных работах, например, при создании временных сооружений, отсыпки дорог местного значения и т.д.

Морозостойкость щебня

Морозостойкость показывает, сколько циклов замерзания и оттаивания сможет выдержать щебень без потери своих основных прочностных качеств. В лабораторных условиях этот показатель определяют путем высушивания и насыщения материала в растворе сернокислого натрия. Прочность обозначается в маркировке буквой F, за которой следует число – показатель количества циклов заморозки-оттаивания. Морозостойкость щебня колеблется от F15 до F400, причем в строительстве зданий лучше всего использовать щебень морозостойкостью не менее F300.

По уровню морозостойкость выделяют такие виды щебня:

• неустойчивый, F15-F Используется в качестве подсыпки, для дренажа и для внутренних работ в постоянно обогреваемых помещениях;
• устойчивый, F50-F150. Может использоваться для малоэтажного жилого строительства в южных регионах;
• высокоустойчивый, F200-F Это наиболее универсальный тип щебня, который может использоваться для сооружения ответственных конструкций, в высотном строительстве, при создании разного рода ЖБИ.

Уровень радиоактивности щебня

Радиоактивность – такой же важный показатель качества щебня, как и прочность или морозостойкость. Во многом природный радиоактивный фон зависит от того, из какой породы изготовлен щебень. Для гранита характерна повышенная радиоактивность, а у кварцита и известняка природный фон низкий.

По уровню радиоактивности щебень делится на такие классы:

• I класс – это материал с невысокой радиоактивностью, не превышающей 370 Бк/кг. Универсальный материал, который подходит для возведения любого рода объектов. Этот щебень идеально подходит для жилого строительства;
• II класс – щебень с радиоактивностью до 740 Бк/кг. Он подходит только для строительства дорог.

Радиоактивность щебня должна быть подтверждена документально, поэтому при выборе и покупке материала не мешает удостовериться в наличии соответствующих сертификатов и санитарно-эпидемиологических заключений.

Оттенки щебня

Цвет щебня зависит от происхождения материала. Когда речь идет о возведении фундаментов, дренировании и производстве ЖБИ, оттенок щебня не играет никакой роли. Если же материал используется для декоративных работ (например, для внутренней отделки стен, украшения клумб и водоемов), то цвет имеет большое значение, благо, различных вариантов масса. Щебень отличается огромным разнообразием цветов, от серого до красноватого, буроватого, розового и желтоватого.

Самые популярные виды щебня (по происхождению)

Мы уже упоминали, что щебень может иметь разное происхождение, отчего зависят его эксплуатационные качества. На сегодня самыми популярными являются такие виды щебня:

• гранитный щебень – самый прочный и универсальный. Его получают из горных пород магматического происхождения, в состав которых могут входить кристаллы полевого шпата, слюды и кварца. В зависимости от преобладания тех или иных минералов цвет такого щебня может быть серым, розовым или даже красноватым. Гранитный щебень очень прочный (М1400-М1600), морозостойкий (F300-F400), отличается низкой лещадностью, но может иметь повышенный радиоактивный фон, поэтому при его покупке обязательно следует смотреть сертификаты. Гранитный щебень – лучший по всем параметрам, поэтому и цена на него соответствующая, но все равно он чаще всего используется в строительстве. Он применяется при производстве ЖБИ, бетона, создании фундаментов, строительстве дорог всех типов, возведении ответственных объектов, мостов, аэродромов и т.д. Выделяют фракции от 5-10 мм до 150-300 мм;
• гравийный щебень получают путем взрывной разработки каменных скал и просеивания карьерной породы. Форма частичек может быть обтекаемой и краеугольной, цвет – преимущественно серый, но могут встречаться элементы с зеленоватым, белым и бежевым оттенком. По основным показателем гравийный щебень уступает гранитному, но все же его свойства позволяют использовать материал при возведении ответственных объектов. Максимальная прочность – М1200, он обладает неплохой морозостойкостью и низким радиоактивным фоном. Так как карьеров по его добыче немало, а сам процесс не такой трудоемкий, как в случае с гранитом, то и цена на гравийный щебень существенно ниже. Фракцию в 5-20 мм применяют при производстве тротуарной плитки, 5-40 мм – для производства некоторых ЖБИ, 20-40 мм – для производства бетона и отсыпки дорог;
• кварцитовый щебень получают из скальных пород, основа которых – минерал кварц. По прочности такой щебень практически не уступает гранитному, обладает незначительным радиоактивным фоном и может похвастаться прекрасным внешним видом, поэтому его часто используют при проведении декоративных работ;
• известняковый щебень получают из осадочных пород. Он обладает наименьшей прочностью среди всех видов щебня горного происхождения. Цвет белый, может иметь оттенки желтого, бурого и серого. Главное преимущество – низкая цена. За счет невысоких эксплуатационных качеств использовать известняковый щебень можно только при возведении неответственных сооружений, например, малоэтажных построек и дорог с небольшой нагрузкой, а также при производстве простейших ЖБИ. Также его используют для изготовления минеральных удобрений, портландцемента и т.д.;
• вторичный щебень получают путем переработки строительного мусора, в т.ч. кирпича, бетона, асфальта и т.д. Процесс производства остается таким же, как и при получении первичного щебня, за исключением сырья. Главное преимущество такого щебня – цена, но по основным показателям он уступает гранитному аналогу, впрочем, есть сферы, где максимально прочный и морозостойкий щебень и не требуется. Максимальная прочность соответствует примерно М800, морозостойкость – F Вторичный щебень используют при строительстве дорог с небольшой нагрузкой, как крупный заполнитель для бетона, а также для укрепления слабых грунтов;
• шлаковый щебень получают путем переработки металлургических шлаков. В итоге выходит материал с частицами размером 5-120 мм. Используется при производстве цементных бетонов и для укрепления оснований в дорожном строительстве.

Как видим, для любых целей использования можно найти щебень с подходящими свойствами и максимально выгодной ценой. Главное, при покупке ознакомиться с документацией.