Какие показатели свойств щебня регламентируются гостом

Какие показатели свойств щебня регламентируются гостом thumbnail

Основные показатели качества щебня для строительных работ29.04.2020

Основные показатели качества щебня для строительных работ

Щебень относится к группе природных каменных материалов, полученных в результате механической обработки горных пород. Качество щебня, как строительного материала, зависит от совокупности физико-механических свойств исходной породы и оценивается техническими и эксплуатационными характеристиками, определяемыми по стандартным методикам испытаний.

Показатели качества щебня нормированы в ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ». Методы определения характеристик щебня приведены в ГОСТ 8269.0-97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний».

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%.

Механическая прочность и истираемость строительного щебня

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.

Читайте также:  Какие механические свойства определяются при растяжении

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.

Заключение

Наряду с вышеуказанными показателями качества щебня федеральными и отраслевыми стандартами регламентированы и другие параметры, из которых наиболее важными для оценки технико-эксплуатационных свойств щебня считаются:

  • насыпная плотность, показывающая вес щебня в его насыпном естественном состоянии;
  • содержание пылевидных и глинистых частиц;
  • адгезия щебня;
  • влагоотдача;
  • водопоглощение и гигроскопичность;
  • водопроницаемость;
  • электроизоляционные свойства;
  • ударопрочность и др.

Такое обилие регламентированных показателей подчеркивает востребованность щебня и разноплановость его применения.

Источник

Качественные строительные материалы должны соответствовать государственным стандартам. Каковы они и что за ГОСТ их регламентирует, расскажем в данной статье.

После добычи щебень подвергают испытаниям

После добычи щебень подвергают испытаниям

ГОСТы для щебня

В отношении щебня основополагающими являются следующие ГОСТы:

  • 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия». Он определяет технические нормы этого строительного материала, его типы, размеры фракций, количество примесей и показатели прочности.
  • 9757-90 «Гравий, щебень и песок искусственные пористые. Технические условия» регламентируют характеристики щебня, используемого для приготовления легких бетонов.
  • 8269.0-97 и 8269.1-97 определяют способы испытаний опытных образцов, на основании которых щебню присваивается марка, определяется морозостойкость, чистота, плотность и лещадность.

Показатели и группы

Главные показатели, от которых зависит цена щебня это:

  • МП (марка прочности на сжатие).
  • Лещадность (процентное содержание неликвидных частиц).
  • Фракционность. Чем меньше, тем дороже.
  • Плотность материала.
  • Наличие пылевидных и глинистых элементов.

Самым высокопрочным является М1200-1400, используемый в промышленности. М800-1200 незначительно уступает. М600-800 обладает средней прочностью, М300-600 – слабой, а М200 – очень слабой. Самой популярной маркой в данном случае является М1200.

Вышеперечисленные категории касаются гранитного материала. Известковый щебень обладает прочностью от 400 до 800.

Категория прочности присваивается на основании содержания зерен слабых пород. По ГОСТ в таком щебне, как М1400, М1200, М1000, их количество не должно превышать 5 %, в М800, М600, М400 – 10 %, М300 и М200 –15 %.

Гранитный щебень в ландшафтном дизайне

Гранитный щебень в ландшафтном дизайне

Лещадность щебня

Продолговатые и пластинчатые зерна влияют на прочность конструкции, поскольку мешают частицам щебня хорошо сцепляться между собой. Если процент лещадности больше нормы, требуется больше связующего вещества для изготовления бетона. Идеальная форма щебня кубовидная. Такой материал входит в первую группу лещадности и содержит до 15 % некондиционных зерен.

Фракционность

Этот показатель также регламентирован ГОСТ 8267-93. Процент зерен меньшего размера составляет 10 %, а зерен, превышающих норму, – 0,5 %. От четкого соблюдения данных пропорций зависит прочность и долговечность конструкций.

 Пылевидные и глинистые частицы

Чистота материала – важный показатель, особенно в изготовлении бетона. По ГОСТу содержание посторонних частиц не должно превышать 0,25 %. В материале из магматических и метаморфических пород таких элементов может быть чуть больше – 1 %, в щебне из осадочных пород марок М600-М1200 – 2 %, а в М200-М400 – 3 %.

Читайте также:  Какое из указанных свойств характерно для всех металлов хрупкость

Коэффициент уплотнения

Коэффициент уплотнения (Купл) – это величина, которая показывает количество уплотнений и помогает правильно определить объем. Купл очень важен при приеме-передаче материала на стройплощадке. Коэффициент уплотнения по ГОСТ для щебня составляет 1,10. Он умножается на объем кузова, в котором доставили материал (для этого измеряется длина, ширина и уровень насыпки щебня). Если щебень с горкой, к полученному объему прибавляется 2м3. Также стоит учесть уровень влажности.

Наличие ГОСТов позволяет обезопасить строителей от некачественных материалов. Купить щебень, соответствующий стандартам, можно только предварительно изучив его характеристики, предоставленные производителем. Необходимо учесть прочность, лещадность, количество примесей, фракционность и плотность. Также важно изучить показатели морозостойкости, адгезии, радиоактивности, усадки и водонепроницаемости.

Адгезия – специфическая характеристика щебня, которая определяет качество сцепления вяжущего элемента с поверхностью щебня. Лучшими адгезивными свойствами обладает материал серого цвета.

Источник

Контроль качества щебёночных материалов – необходимое условие соблюдения требований проекта и нормативных документов, несоблюдение которых может привести к неблагоприятным последствиям, вплоть до полного разрушения конструкций.

Для определения основных физико-механических свойств щебня необходимо проведение испытаний в стационарных лабораторных условиях.

Методика проведения испытаний и классификация щебня регламентируется ГОСТ 82690.0-97 «Ð©ÐµÐ±ÐµÐ½ÑŒ и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний», ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия» и ГОСТ 7392-2014 «Щебень из плотных горных пород для балластного слоя железнодорожного пути. Технические условия ».

Ключевыми физическими характеристиками, определяющими качество щебёночного материала, являются его зерновой состав, форма зёрен, содержание в щебне зёрен слабых пород и, не рассматриваемые в данной статье, морозостойкость и радиоактивность.

1. Зерновой состав.

Основными фракциями щебня, выпускающимися предприятиями-изготовителями, считаются следующие: 5-10, 10-20, 20-40, 40-70 и 70-120 мм. Кроме них, стандартами допускается применение как более узких фракций заполнителей, таких как, 10-15 или 15-20 мм, так и смесей фракций, например, 5-20 или 25-60 мм.

Использование в строительстве смесей фракций позволяет получить наиболее компактно заполненный объём, будь то бетонная смесь, балластный слой железнодорожного пути, или конструкция насыпи, сооружённой по способу заклинки.

Масса лабораторной пробы для определения зернового состава щебня зависит от размера фракции (номинального размера зерна) и берётся тем больше, чем крупнее материал: от 5 кг (фракция 5-10 мм) до 40 кг (фракции крупнее 40 мм).

Пробу высушивают до постоянной массы и рассеивают на стандартном наборе сит с отверстиями размером 1,25; 2,5; 5(3); 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5; 20; 22,5; 25; 30; 40; 50; 60; 70(80) мм. Размер зёрен крупнее 70 мм определяют с помощью проволочных колец-калибров.

Для определения соответствия испытываемого щебня определённой фракции его ситовой анализ проводится с применением набора сит с отверстиями, соответствующими номинальным размерам зёрен данной фракции: 1,25D; D; 0,5(D+d) и d.

Рассев может осуществляться как вручную, так и на «виброгрохоте»:

По результатам рассева определяются частные и полные остатки на ситах, которые сводятся таблицу, например для щебня фракции 20-40 мм таблица будет выглядеть так:

Таблица 1

Наименование

остатка

Остатки, % по массе, на ситах с размером отверстий, мм

50-1,25 D

40-D

30-(D+d)

20-(d)

дно

частный

0,00

4,86

25,24

59,94

0,30

полный

0,00

4,86

30,10

90,03

100

Требования ГОСТ 8267-93

до 0,5

до 10

от 30 до 60

от 90 до 100

Испытанный щебень относится к фракции 20-40 мм (ГОСТ 8267-93 п.4.2.2).

2. Форма зёрен.

Плотность, пустотность и другие характеристики щебня в значительной степени определяются формой зёрен, оцениваемой соотношением их размеров. При заполнении объёма зёрна щебня создают пустотность тем большую, чем больше соотношение длины зёрен и их толщины.

От формы зёрен зависит и прочность щебня, ведь тонкие пластинчатые и игольчатые зёрна значительно легче разрушаются под воздействием механических сил, нежели зёрна кубовидной формы. Кроме того, следствием разрушения зёрен является и изменение зернового состава щебня в сторону измельчания, что, например, отрицательно сказывается на качестве бетонной смеси.

Читайте также:  Какими свойствами обладает звук

Содержание зёрен пластинчатой и игловатой формы в щебне зависит от многих факторов, начиная от петрографического состава и структуры исходной горной породы, типа дробильного оборудования и даже силы и направленности взрыва при проведении буровзрывных работ в карьере.

Для выявления зависимость прочности и насыпной плотности щебня от доли зёрен пластинчатой и игловатой форм проводились лабораторные испытания щебня из плотных горных пород (долеритов) фракции 5-10 мм. Результаты опытов приведены в таблице 2.

Таблица 2.

№ п/п

Наименование показателей

№ пробы

1

2

3

4

5

6

1

Содержание зёрен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм Ппл, % по массе

15

35

50

70

100

2

Насыпная плотность ρн, г/см3

1,45

1,43

1,41

1,43

1,39

1,33

3

Дробимость Др, %

5,7

8,8

8,8

18,8

18,5

13,3

4

Марка щебня по дробимости

1400

1400

1400

600

600

800

Действующие нормативные стандарты ограничивают для тех или иных видов работ содержание в щебне зёрен пластинчатой и игловатой форм, например, для приготовления тяжёлого бетона подобное ограничение составляет 35%, для устройства балластного слоя железнодорожного пути -10 (15)%, для сооружения оснований автомобильных дорог по способу заклинки – 25%.

Согласно ГОСТ 8269.0-97* зёрнами пластинчатой (лещадной) и игловатой формы считаются зёрна, толщина которых менее длины в три раза и более.

Определение содержания в щебне зёрен пластинчатой и игловатой формы Ппл выполняется отдельно для каждой фракции щебня, содержащейся в количестве не менее 5 % по массе. Из фракций, удовлетворяющих данному условию, отбираются аналитические пробы массой не менее:

0,25 кг — для щебня размером фракции от 5(3) до 10 мм;

1,0 кг — то же св. 10 до 20 мм;

5,0 кг — » св. 20 до 40 мм;

10,0 кг — » св. 40 мм.

Соотношение размеров зёрен определяется с помощью шаблона на основе штангенциркуля.

Результаты испытаний заносятся в таблицу, например:

Таблица 3

Масса (содержание)

фракция щебня, мм

20-40

10-20

аналитической пробы, г

5000

1000

зёрен пластинчатой и игловатой формы, г

264

99

зёрен пластинчатой и игловатой формы, %

5,28

9,90

средневзвешенное значение, %

5,71

Содержание зёрен пластинчатой и игловатой формы в пробе – 5,71 %, что соответствует 1 группе щебня (ГОСТ 8267-93, табл.2).

3. Содержание зёрен слабых пород.

В щебне нормируется содержание зерен слабых пород с пределом прочности исходной породы при сжатии в водонасыщенном состоянии до 20 МПа. По ГОСТ 8267-93 щебень марок М1400, М1200, М1000 не должен содержать зерна слабых пород в количестве более 5%.

Определение содержания в щебне зёрен слабых пород Хсл выполняется отдельно для каждой фракции щебня, содержащейся в количестве не менее 5% по массе. Аналитические пробы отбираются так же, как и при определении формы зёрен.

Выделение зерен слабых пород проводится по следующим отличительным признакам: зерна слабых пород легко разламываются руками и разрушаются легкими ударами молотка. При царапании иглой на поверхности слабого зерна остается след от стальной иглы (на поверхности слабых зерен изверженных и метаморфических пород) или алюминиевой (на поверхности слабых зерен осадочных карбонатных пород).

Результаты испытаний сводятся в таблицу, например:

Таблица 4

Масса (содержание)

фракция щебня, мм

20-40

10-20

аналитической пробы, г

5000

1000

зёрен слабых пород, г

299

117

зёрен слабых пород, %

5,98

11,7

средневзвешенное значение, %

6,51

Содержание зёрен слабых пород в пробе – 6,51 %, что соответствует требованию щебня из осадочных горных пород марки М400 (ГОСТ 8267-93, табл. 7).

Рассмотренные физические свойства, как уже было отмечено, непосредственно влияют на прочность щебня, а так же на прочность, долговечность и эксплуатационные свойства создаваемых на его основе изделий и сооружений.

Источник