Щебень как строительный материал¶

Щебень — неорганический сыпучий материал из зерен крупностью свыше 5 мм, получаемый дроблением горных пород, гравия, валунов или попутно добываемых вскрышных пород и отходов промышленного производства. Применяется в строительстве как заполнитель бетона, материал для дорожных оснований, балластного слоя железных дорог и в других целях. Отличается от гравия формой зерен: у щебня они имеют угловатую, остроугольную поверхность, что обеспечивает лучшее сцепление с вяжущими веществами.

¶История и происхождение

Использование дробленого камня восходит к древности: щебень применяли при устройстве римских дорог, где он служил нижним слоем многослойной «одежды» дороги. В России систематическое применение щебня в дорожном строительстве началось с XVIII века, а с развитием железнодорожного сообщения в XIX веке он стал основным материалом балластной призмы. Промышленное производство щебня оформилось в самостоятельную отрасль нерудных строительных материалов в XX веке, когда появились стационарные и передвижные дробильно-сортировочные заводы.

¶Классификация

Щебень классифицируют по нескольким признакам.

¶По происхождению

• Гранитный — получают дроблением гранита и других изверженных пород. Наиболее прочный и морозостойкий, имеет высокую стоимость.
• Известняковый (доломитовый) — из осадочных карбонатных пород. Менее прочный, но экологически относительно чистый, применяется в основном в дорожном строительстве и как заполнитель.
• Гравийный — продукт дробления гравия или валунов. Занимает промежуточное положение по прочности и цене.
• Вторичный — получают из строительных отходов: битого кирпича, бетона, асфальта. Используется для отсыпки временных дорог, площадок.
• Шлаковый — из металлургических шлаков; применяется ограниченно из-за нестабильных свойств.

¶По фракциям

Фракция — это диапазон размеров зерен, мм. Основные виды:

¶Характеристики

Ключевые показатели качества щебня:

• Прочность — определяется по дробимости при сжатии в цилиндре; обозначается маркой от М200 до М1400.
• Морозостойкость — число циклов замораживания и оттаивания (F15–F400).
• Лещадность — содержание зерен пластинчатой и игловатой формы, ухудшающих сцепление. По этому показателю выделяют кубовидный (до 15 %), улучшенный (15–25 %), обычный (25–35 %) и обычный (35–50 %) щебень.
• Радиоактивность — нормируется для жилищного строительства (первый класс до 370 Бк/кг).
• Содержание пылевидных и глинистых частиц — влияет на расход вяжущего.

¶Производство

Технологический процесс включает добычу сырья в карьере, его транспортировку, дробление в щековых, конусных или роторных дробилках, сортировку на виброгрохотах и промывку. Наиболее качественный кубовидный щебень получают на центробежно-ударных дробилках. Готовую продукцию складируют по фракциям и отгружают потребителям.

¶Применение

Основные направления использования:

• Бетон и железобетон — как крупный заполнитель.
• Дорожное строительство — устройство оснований и покрытий, укрепление обочин.
• Железнодорожный путь — балластный слой.
• Благоустройство — отсыпка площадок, дорожек, дренаж, декоративная отсыпка.
• Сельское хозяйство — в составе комбикормов (известняковый), для дренажа.

¶Значение и рынок

Щебень относится к базовым нерудным материалам, объёмы его потребления служат косвенным индикатором активности строительной отрасли. В России крупные месторождения гранита расположены на Урале, в Карелии, Карельском перешейке, на Кольском полуострове; известняк добывают в центральных и южных регионах. Транспортные расходы существенны, поэтому щебень чаще всего используют в радиусе экономически оправданной перевозки. Развитие направлений — увеличение доли кубовидного щебня, переработка строительных отходов во вторичный щебень, снижение пылеобразования.

¶Критика и ограничения

К недостаткам щебня относят высокое водопоглощение некоторых видов, нестабильность качества вторичного материала, а также экологическую нагрузку карьеров: пыль, шум, нарушение ландшафта. Для снижения воздействия применяют рекультивацию выработанных пространств и системы пылеподавления.

Источники: ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ»; ГОСТ 8269.0-97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства»; отраслевые обзоры рынка нерудных строительных материалов.