Какие показатели свойств щебня регламентируются гостом

Щебень – распространенный строительный материал. Сфера использования: наполнитель в бетонных смесях и железобетонных изделиях, укладка основания при устройстве фундаментов, полов, асфальтобетонных дорожных покрытий. Крупные фракции используют для балластной призмы при возведении железнодорожного полотна.

Морозостойкость щебня играет важную роль в характеристике материала, поскольку он регулярно подвергается воздействию окружающей среды: влаги и низких температур. Это свойство влияет на износостойкость и прочность щебня, а значит и на долговечность конструкции или насыпи.

Фракции и зерновой состав строительного щебня

Сортировка раздробленной породы по размерным составляющим, называемым фракциями, является первым этапом в определении показателей качества строительного щебня. Разделение всей массы раздробленной горной породы по отдельным диапазонам размеров зерен, например, фракция 5-20 мм или 40-70 мм, предопределяет эксплуатационное предназначение каждой фракции щебня и упрощает взаимоотношения между поставщиками щебня и его пользователями.

К основным фракциям щебня ГОСТ 8267-93 относит (п.4.2.1) следующие размерные диапазоны крупности зерен:

• 5(3) – 10 мм;
• 10-15 мм;
• 10-20 мм;
• 15-20 мм;
• 20-40 мм;
• 40-80(70) мм;
• 80(70) – 120 мм;
• 120-150 мм.

Зерновой состав или размерная однородность характеризует количество щебневых камней с размерами, превышающими максимальный размер регламентированной фракции, и с размерами, меньшими по сравнению с минимальным размером зерна этой фракции (п.4.2.2). Например, для щебня фракции 20-40 мм допускается наличие зерен размерами ниже 20 мм в количестве до 10% от общего количества частиц. Подобным образом ограничивается превышение верхнего размера 40мм – количество частиц с размером, превышающим на 25% верхний размерный предел (то есть 1,25 Д=50мм), не должно быть больше 0,5% от всего числа зерен.

Механическая прочность и истираемость строительного щебня

Способность щебня противостоять механическим воздействиям принято характеризовать величиной предела прочности при сжатии, показывающим, при какой сжимающей нагрузке начинается разрушение выбранных образцов.

Показатели прочности классифицируются марками прочности – чем выше марка прочности щебня, тем выше его прочность. В зависимости от марки щебень разделен на группы:

• очень прочный—М1200—М1400,
• прочный—М1200—М800,
• средней прочности— М800—М600,
• слабый — М600—М300,
• очень слабый — М200.

В щебне нормируют содержание зерен слабых пород. Щебень марок по прочности М1400, М1200, М1000 не должен содержать зерен слабых пород в количестве более 5%, щебень марок М800, М600, М400 — более 10%, щебень марок М300 и М200 — более 15% по массе.

Истираемость щебня характеризует его износостойкость, столь необходимую в строительстве дорожных покрытий. Характеристикой износостойкости щебня служит марка по истираемости в полочном барабане. Стандартом выделены четыре марки по истираемости (ГОСТ 8267-93 п.4.4.3):

• И1 – потеря массы при испытании до 25%;
• И2 – потеря массы от 25 до 35%;
• И3 – потеря массы от 35 до 45%;
• И4 – потеря массы от 45 до 60%.

Показатели морозостойкости щебня и гравия по ГОСТ 8267-93

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 7Следующая ⇒

Вид испытания	Марка по морозостойкости щебня и гравия
F15	F25	F50	F100	F150	F200	F300	F400
Замораживание-оттаивание:
число циклов
потеря массы после испытания, %, не более
Насыщение в растворе сернокислого натрия — высушивание:
число циклов
потеря массы после испытания, %, не более

Метод замораживания. Морозостойкость щебня (гравия) определяют по потере массы пробы при попеременном замораживании и оттаивании.

Необходимое оборудование: камера морозильная, обеспечивающая достижение и поддержание температуры до минус (20±2)°С; шкаф сушильный; весы настольные циферблатные и лабораторные; сита из стандартного набора; ванна для насыщения водой и оттаивания щебня (гравия); сосуд металлический.

Подготовка пробы. Каждую фракцию щебня (гравия) испытывают на морозостойкость отдельно. Фракции, содержащиеся в щебне (гравии) в количестве менее 5 % по массе, на морозостойкость не испытывают. Для испытания берут от каждой фракции две аналитические пробы. Масса каждой пробы должна быть не менее: 1,0 кг — для щебня (гравия) размером фракции от 5 до 10 мм; 1 5 кг — св. 10 до 20 мм; 2,5 кг — св. 20 до 40 мм; 5,0 кг — св. 40 до 70 (80) мм. Зерна крупнее 70 (80) мм дробят и испытывают фракцию размером св. 40 до 70 (80) мм.

Проведение испытания. Полученные пробы щебня (гравия) промывают и высушивают до постоянной массы. Аналитическую пробу щебня (гравия) данной фракции равномерно насыпают в металлический сосуд и заливают водой, имеющей температуру (20±5) °С. Через 48 ч сливают воду из сосуда, помещают щебень (гравий) в морозильную камеру и доводят температуру в камере до минус (18±2)°С. Продолжительность цикла замораживания щебня (гравия) в камере при установившейся температуре не выше минус 16 °С должна составлять 4 ч. После этого сосуд со щебнем (гравием) помещают в ванну с проточной или сменяемой водой с температурой (20±5) °С и выдерживают в ней при этой температуре до полного оттаивания щебня (гравия), но не менее 2 ч. Далее циклы испытания повторяют.

После 15, 25 и каждых последующих 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания пробу щебня (гравия) высушивают до постоянной массы, просеивают через контрольное сито, на котором она полностью оставалась перед испытанием.

Потеря образца в массе вычисляют по формуле

, (22)

где — масса пробы до испытания, г; — масса остатка на сите после соответствующего цикла испытания, г.

Ускоренное определение морозостойкости. Морозостойкость щебня (гравия) определяют по потере массы пробы при погружении в насыщенный раствор сернокислого натрия и последующем высушивании.

Необходимое оборудование: весы настольные циферблатные или лабораторные; шкаф сушильный; сита из стандартного набора; сосуд металлический; натрий сернокислый по ГОСТ 4166, ГОСТ 4171.

Подготовка пробы. Каждую фракцию щебня (гравия) испытывают отдельно. Аналитическую пробу готовят по методике описанной выше.

Раствор сернокислого натрия готовят следующим образом. Отвешивают 185 г безводного сернокислого натрия или 420 г кристаллического сернокислого натрия и растворяют в 1 л подогретой до 40 °С дистиллированной воды путем постепенного добавления в нее сульфата натрия при тщательном перемешивании до насыщения раствора, охлаждают раствор до комнатной температуры, сливают в бутыль и оставляют на 2 суток.

Проведение испытания. Аналитическую пробу щебня (гравия) насыпают в сосуд в один слой, заливают раствором сернокислого натрия так, чтобы щебень (гравий) был погружен полностью в раствор, и выдерживают в нем в течение 20 ч при комнатной температуре.

Затем раствор сливают (используют повторно), а сосуд со щебнем (гравием) помещают на 4 ч в сушильный шкаф, в котором поддерживают температуру (105±5)°С. После этого щебень (гравий) охлаждают до комнатной температуры и вновь заливают раствором.

Последующие циклы испытания включают выдерживание щебня (гравия) в течение 4 ч в растворе сернокислого натрия, сушку в течение 4 ч и охлаждение до комнатной температуры.

После 3, 5, 10 и 15 циклов пробу щебня (гравия) промывают горячей водой для удаления сернокислого натрия, высушивают до постоянной массы и просеивают через сито с отверстиями размером .

Остаток на сите взвешивают и определяют потерю в массе образца вычисляют по формуле (19).

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний.

При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси фракций, испытывают отдельно каждую фракцию и значение определяют как средневзвешенное значение определяемого показателя в соответствии с содержанием фракции в смеси.

Если потеря массы при данном числе циклов замораживания и оттаивания не превышает допускаемую величину (табл. 10), испытания продолжают в течение последующих 25 циклов.

Если потеря в массе превысила допускаемый предел, испытание прекращают и морозостойкость данной фракции щебня (гравия) характеризуют предыдущим числом циклов замораживания и оттаивания, при котором потеря массы щебня (гравия) не превышаем допускаемую.

Зерна щебня (гравия) фракции св. 40 до 70 мм, имеющие свежую поверхность раскола и оставшиеся на сите с отверстиями диаметром 40 мм, относят к неморозостойким. Их массу не включают в массу остатка на контрольном сите.

2.11. Определениепредела прочности при сжатии щебня (гравия)

Прочность щебня (гравия) оценивается показателем предела прочности при сжатии исходной горной породы, из которой он получен, в водонасыщенном состоянии. Прочность горной породы определяют путем сжатия и доведения до разрушения образцов (кубов или цилиндров) на гидравлическом прессе с усилием от 100 до 500 кН.

Необходимое оборудование: пресс гидравлический с усилием от 100 до 500 кН; станок сверлильный с алмазным кольцевым сверлом для железобетонных конструкций (для изготовления цилиндров); станок камнерезный с алмазным отрезным кругом (для изготовления кубов); штангенциркуль; угольник поверочный; сосуд для насыщения образцов водой.

Подготовка пробы. Из пробы горной породы изготавливают пять образцов в виде кубов с размером ребра 40…50 мм или цилиндры диаметром и высотой 40…50 мм.

Перед определением прочности образцы измеряют штангенциркулем и высушивают до постоянной массы. Допускается испытывать образцы горной породы в насыщенном водой состоянии.

Проведение испытаний. Образец устанавливают в центре опорной плиты пресса. Нагрузка на образец при испытании должна возрастать непрерывно и равномерно со скоростью 0,5 МПа (5 кгс/см2) в секунду.

Предел прочности при сжатии образца исходной горной породы (МПа) вычисляют по формуле

, (23)

где — разрушающее усилие в момент разрушения образца, Н; — площадь образца, см2.

Для контроля качества щебня (гравия) предел прочности при сжатии исходной горной породы можно определить испытанием щебенок на раскалывание механическим индикатором прочности камня Т-3 (рис. 5).

Индикатор представляет собой переносный прибор, с помощью которого можно испытывать зерна щебня (гравия), имеющие форму клина с углом от 15° до 60°. Минимальный размер зерен щебня, пригодных для испытания, 10 мм.

Подготовка пробы: Количество зерен для получения достоверных результатов определения прочности щебня должно составлять: при однородном камне – 5…6 шт, а в случае значительного разброса результатов – 10…12 шт.

Образец щебня вкладывается между нижним и верхним зубами прибора клиновидным концом в щелевой упор. Вращением диска индикатора его винтовой механизм поднимает нижний зуб, который через испытываемый образец давит на верхний зуб. Последний поднимает ползун, который давит на диафрагму месдозы и этим создает давление на жидкость, показываемое манометром. Шкала манометра отградуирована в кг/см2 предела прочности камня при сжатии.

Для вычисления предела прочности при сжатии исходной горной породы необходимо умножить показание манометра в момент разрушения образца на коэффициент. Для перехода от показаний прибора к пределу прочности при сжатии предварительно устанавливают переходной коэффициент по данным испытания зерен щебня механическим индикатором Т-3 и определяют прочность образцов породы правильной формы сжатием на прессе. Для известнякового камня этот коэффициент равен 10.

⇐ Предыдущая6Следующая ⇒

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Лещадность щебня

Для нормирования содержания камней щебня игловатой или пластинчатой формы используется понятие лещадности (от слова «лещадь» -так в старину называли плоские дощечки и каменные плитки). Лещадность показывает процентное содержание в зерновом составе щебня частиц игловатой и пластинчатой формы. Особенность зерен игловатой или пластинчатой формы – толщина или ширина зерна меньше размера по длине в три и более раза. Наиболее плотная упаковка получается из зерен кубовидной формы. По форме зерен щебень подразделяют на пять групп (п.4.3.2 табл.2):

• группа 1 — содержание зерен пластинчатой и игловатой формы до 10 % по массе;
• группа 2 — содержание зерен пластинчатой и игловатой формы от 10 до 15 % по массе;
• группа 3 — от 15 до 25 % по массе;
• группа 4 — от 25 до 35 % по массе;
• группа 5 — содержание зерен пластинчатой и игловатой формы от 35 до 50 % по массе.

Это важно!

Строительные конструкции с щебнем низкой лещадности наиболее прочные.

Виды щебня и его особенности

Щебень – это сыпучий материл неорганического происхождения, состоящий из зерен размером от 5 миллиметров и выше. Получают щебень с помощью дробления гранита (горной породы), валунов и гравия.
Технические характеристики щебня представлены в основных его свойствах:

Адгезия щебня – является характерной особенностью щебня. Данный параметр отображает силу сцепления щебня и битумных вяжущих. Качество сцепления этих материалов определяется цветом щебня, чем он темнее, тем сцепление лучше. Наилучшие показатели адгезии у щебня темно-серого цвета.

Фракционный состав щебня – по крупности зерен щебень подразделяется на фракции: основные и сопутствующие.

Размеры основных фракций: [от 5- до 10 миллиметров; 5-20; 10-20 и 20-40; 20-65; 25-60 и 40-70].

Размеры сопутствующих фракций: 0-2миллиметра; 0-5; 0-15; 0-20; 0-40; 0-60; 2-5.

В редких случаях применяют фракции размером от 70-до 120 мм; от 120 мм – до 150 мм.

Щебень является единственным природным каменным материалом, который используется в строительстве. Для производства бетона, асфальта и железобетонных конструкций используют гранитный щебень следующих фракций: 5-15; 5-20 мм., но прежде чем купить щебень необходимо точно знать его технические характеристики и особенности.

Для строительства линий трамвая, автодорог, фундаментов зданий, железнодорожных насыпей используют гранитный щебень следующих фракций: 20-40 миллиметров, 20-65, 25-60, 40-70.

Прочность щебня – определяется пределом прочности при сжатии исходной породы (горной), дробимостью при раздавливании (сжатии) в цилиндре, а также износостойкостью в полочном барабане. В зависимости от прочности щебень подразделяется на следующие марки: щебень высокопрочного вида (М1200-1400), щебень прочного вида (М800-1200), щебень, обладающий средней прочностью (М600-800), щебень со слабой прочностью (М300-600), щебень с очень слабой прочностью (М200).

Морозостойкость щебня – данная характеристика показывает количество циклов заморозки я и циклов оттаивания. Данный показатель определяется путем насыщения щебня раст-ом сернокислого натрия и последующего высушивания. Основные марки щебня по морозостойкости: марка F15, марка F25, марка F50, марка F100, марка F150, марка F200, марка F300, марка F400. В строительстве применяют щебень марки F300.

Лещадность щебня – одна из основных технических характеристик щебня. Чем меньше показатель лещадности, тем щебень качественнее.

Зерна, из которых состоит щебень, бывают пластинчатой (лещадной) формы и игловатой формы. Зерна пластинчатой и игловатой формы определяются тем, что их толщина и ширина в 3 раза менее их длины.

Форма зерен щебня делится на 4 вида (в зависимости от % содержания пластинчатых и игловатых форм зерен):

Группа – Кубовидная форма – содержит до 15 процентов;

Группа – Улучшенная – содержит до 25 процентов;

Группа – Обычная – содержит от 25 процентов до 35 процентов;

Группа – Обычная – содержит от 35 процентов до 50 процентов.

Радиоактивность щебня – немаловажная характеристика щебня. Определяется заключением санитарно-эпидемиологической службы.

Морозостойкость щебня

Процессы замораживания и размораживания щебня негативно влияют на его прочностные характеристики и ресурс безаварийной эксплуатации. Для оценки морозостойкости щебня используют количества циклов замораживания/ размораживания, которые щебень может выдержать, сохранив свои прочностные качества. Материал считается выдержавшим испытания на морозостойкость, если на испытуемых образцах визуально не отмечены повреждения в виде трещин или расслаиваний, скруглений граней и углов. Щебень по морозостойкости классифицируют по маркам от F15 до F400.

Радиоактивность щебня

Радиоактивность щебня обусловлена природной радиоактивностью исходной горной породы. Гранитный щебень является наиболее радиоактивным, поэтому его применение в жилом строительстве ограничено. Поставщики щебня обязаны предоставлять покупателям сведения о величине эффективной удельной активности Аэфф своего товара, определенной лабораторными методами. В соответствии с ГОСТ 8267-93определены области применения щебня в зависимости от следующих значений Аэфф :

• при Аэфф менее 370 Бк/кг щебень можно использовать во всех видах жилого строительства;
• при Аэфф в интервале от 370 до 740 Бк/кг – в дорожном строительстве в пределах населенных пунктов и в строительстве производственных сооружений;
• при Аэфф свыше 740 до 1500 Бк/кг – дорожное строительство за пределами населенных пунктов.

Основные характеристики строительного щебня

Происхождение и величина напрямую влияют на ряд других практических характеристик щебня. Эти функции имеют решающее значение в строительстве. К ним относятся:

• радиоактивность;
• морозостойкость. Морозостойкость известнякового щебня – это возможность материала не терять своих характеристик и целостности как можно большее число циклов моментального охлаждения и нагревания. Различают несколько марок морозостойкости по числу полных циклов быстрого замораживания-оттаивания: f15, f25, f50, f100, f150, f200, f300, f400. Оптимальный щебень известняковый для строительных работ имеет маркировку f300.
• лещадность. Параметры, определяющие приплюснутую, удлиненную форму зерен щебня. Различают: кубовидную;
• улучшенную;
• обычную.

прочность известнякового щебня. Естественная характеристика твердого материала, от которой зависят предельные возможности выдержать давление без разрушений и изломов. Это свойство особенно важно при изготовлении мощных бетонных конструкций, а также при использовании щебня в качестве прослойки фундамента.

Морозостойкость известнякового щебня объясняется необычной молекулярной структурой, которая остается стабильной даже при экстремально низких температурах.

Дробление щебня

В зависимости от свойств, щебень делят на группы по прочности. Марки известнякового щебня по прочности распределяются на:

• высокопрочный м 1200 и м 1400,
• прочный м 800 и м 1200,
• средней прочности м 600 и м 800,
• слабой прочности м 300 и м 600,
• очень слабой прочности м 200.

Плотные сорта щебня часто используют для благоустройства территорий и укладки подъездных и автомагистральных дорог, выдерживая все необходимые нормы и ГОСТы. Бетон на известняковом щебне подходит для любого строительства, учитывая еще и то, что радиоактивный фон у него самый низкий из всех известных видов твердого сыпучего материала.