Щебень относится к нерудным строительным материалам. Нерудные материалы - материалы минерального происхождения, применяемые в строительстве в естес-твенном виде, без выделения из них отдельных минералов.

Щебень из горных пород в соответствии с ГОСТом 8267-93 неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью свыше 5 мм, получаемый дроблением горных пород, гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд и неме-таллических ископаемых других отраслей промышленности и последующим рассевом продуктов дробления.

Разновидности щебня:

Гранитный щебень
Гранит (от итальянского Granito – зернистый; на Руси гранит называли «дикий камень») - это твердая горная порода зернистого строения. Марка его прочности = 1200 - 1400.

Граниты - породы, характерные для верхней части континентальной земной коры. Граниты формировались на протяжении всей геологической истории нашей планеты. Самые древние породы гранитного состава датируются 3,8 млрд. лет, самые молодые граниты имеют возраст 1-2 млн. лет.

Гранит - самая распространенная на Земле горная порода. Собственно, гранит - это выброс магмы на поверхность земли, которая остыла и затвердела.

Гранит состоит из хорошо сформированных кристаллов полевого шпата, кварца, слюды и т.д. На цвет гранита влияет состав полевых шпатов и слюды. В зависимости от их составов гранит может быть красным, розовым или серым. На основании этих цветов гранитный щебень может иметь множество оттенков. Гранит используется и как строительный материал, и как декоративный камень.

Месторождения гранитов имеются на Кольском полуострове, в Карелии, на Урале, в Сибири и Средней Азии, на побережье Азовского моря и в юго-западной части Украины, в Крыму и на Кавказе. Самые большие залежи гранита в России находятся на Урале и в Карелии.

Известняковый щебень
Известняк это осадочная горная порода, состоящая преимущественно из кальцита СаСО3. Марка прочности = 400 – 800.

Особая роль в развитии цивилизации принадлежит карбонатным породам - самым многочисленным в природе осадочным образованиям. Они составляют более 15% объема земной коры. Главное место среди них занимают известняки. Наши предки очень широко использовали их в строительстве, так как известняки дробить и обрабатывать гораздо проще, чем, например, тот же гранит. Не будем далеко ходить, всемирно известные египетские пирамиды построены именно из известкового камня.

Известняк, по-видимому, был самым первым строительным материалом, который использовал человек. Из его плит сооружены не только египетские пирамиды, но и Великая китайская стена. Наша столица – Москва - прозвана белокаменной именно потому, что многие ее здания были возведены именно из известняка. Прочность кладки древних сооружений обеспечивалась идеальной подгонкой камней. Вяжущие материалы, типа цемента, в те времена древние ещё не применялись. Их научились готовить намного позже.

Известняки состоят главным образом из кальцита (СаСО3). Они образовались в морских бассейнах в основном из остатков животного мира (зоогенные породы), а также за счет химических осадков. Известняки залегают обычно пластами. Они бывают белого цвета или в зависимости от примесей (глины, кварца, окиси железа и др.) желтоватого, серого, красноватого, бурого и др.

Известняковый щебень — уникальный строительный материал: он экологически чистый, обладает редкими физико-механическими характеристиками, в частности: высокой ударостойкостью и устойчивостью к температурным перепадам.

Гравийный щебень. Гравий
Марка прочности = 800-1000.

Слово «гравий» происходит от франц. Gravier, что значит - крупный песок. Это рыхлая осадочная горная порода, состоящая из округлых камешков, в отличие от остроугольного гранита. Гравийный щебень производится из осадочных горных пород, добываемых в виде округлых камешков.

Гравийный щебень применяется главным образом в качестве заполнителя для бетонов и в дорожном строительстве. Гравийный щебень является основным заменителем гранита - материалом более дешевым, при достаточно высоких показателях.

Физические свойства щебня
Основными свойствами щебня из природных каменных материалов являются:

• прочность;
• морозостойкость;
• лещадность;
• истинная, средняя и насыпная плотности;
• водопоглощение и водонасыщение;
• зерновой состав и форма зерен;
• активность естественных радионуклидов (радиоактивность).

Адгезия щебня
Одной из специфических характеристик щебня является адгезия. Этот параметр отражает оценку качества сцепления битумных вяжущих с поверхностью щебня. Необходимо отметить, что на качество сцепления влияет цвет щебня. Лучшие показатели по адгезии дает серый и темно серый щебень.

Зерновой состав щебня
Зерновой состав каждой фракции должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-93 “Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ”. Исходя из требований указанного ГОСТа следует, что в фракции щебня, поставляемой на строительство, например 20-40мм, количество зерен размером мельче 20мм не должно превышать 10%, а зерен крупнее 1,25*D (50 мм) не более 0,5%.

Эти требования необходимы для строгого соблюдения зернового состава отдельных фракций. Соблюдение данных требований отражается в рассеве.

Лещадность щебня
В щебне нормируют содержание зерен пластинчатой (лещадной - произошло от слова “лещ”, т.е. плоский как лещ) и игловатой форм. К зернам пластинчатой и игловатой форм относят такие зерна, толщина или ширина которых менее длины в три раза и более. По форме зерен щебень подразделяют на четыре группы (содержание зерен пластинчатой и игловатой форм, % по массе):

• I группа “кубовидная” до 15%,
• II группа “улучшенная” от 15% до 25%,
• III группа “обычная” от 25% до 35%,
• IV группа “обычная” от 35% до 50%.

Необходимо заметить, что “лещадность” это одна из самых важных характеристик качества щебня. Чем меньше лещадность, тем качественнее считается щебень. Использование щебня кубовидной формы дает наиболее плотную утрамбовку.

Наличие в щебне зерен пластинчатой и игловатой форм приводит к увеличению межзерновой пустотности в смеси. Это в свою очередь приводит к увеличению расхода связующего компонента, а это влечет за собой дополнительные материальные затраты. Кроме того, кубовидные зерна обладают большей прочностью, чем зерна пластинчатой и игловатой форм. Следовательно, использование кубовидного щебня в производстве экономически целесообразнее.

Морозостойкость щебня
Морозостойкость щебня характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания. Разрешается оценивать морозостойкость щебня по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания. По морозостойкости щебень подразделяют на марки: F15; F25; F50; F100; F150; F200; F300; F400.

Показатели морозостойкости щебня и гравия определяют при испытании замораживанием и оттаиванием или насыщением в растворе сернокислого натрия и высушиванием.

В строительстве в основном применяют щебень с маркой прочности не менее F300.

Прочность щебня
Прочность щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при сжатии, дробимостью щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре, и износом в полочном барабане. Эти показатели имитируют сопротивление каменного материала при воздействии проходящих по дороге транспортных средств и механические воздействия в процессе строительства дорожных конструкций (укладка и уплотнение катками).

В зависимости от марки щебень делят на группы: высокопрочный М1200-1400, прочный М800-1200, средней прочности М600-800, слабой прочности М300-600, очень слабой прочности М200.

В щебне нормируют 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%, щебень марок М800, М600, М400 более 10%, щебень марок М300 и М200 более 15% по массе.

Наибольшим спросом пользуется гранитный щебень прочностью М1200, реже используется высокопрочный гранитный щебень или базальтовый щебень с маркой прочности М1400-1600. В основном он используется в производстве тяжелых высокопрочных бетонов, в несущих мостовых конструкциях, фундаментах.

Радиоактивность щебня
Самая важная характеристика, с которой обычно начинается обсуждение качества строительного щебня с покупателем - это его радиоактивность.

Если продукция должна быть пригодна для всех без исключения видов строительных работ, что должно быть подтверждено соответствующими сертификатами и санитарно-эпидемиологическими заключениями, исследованиями спец. лабораторий, то это означает, что весь поставляемый гранитный щебень и др. виды высокопрочного щебня относятся к I-му классу по радиоактивности (менее 370Бк/кг).

Для строительства дорог подходит щебень II класса по радиоактивности (более 370Бк/кг).

Содержание пылевидных и глинистых частиц
В щебне нормируют содержание пылевидных и глинистых частиц (размером менее 0,05 мм). Кроме того, выделяют комки глины с крупностью частиц от 1,25 мм до наибольшего размера зерен щебня данной фракции при смеси фракций. Для всех видов и марок щебня по прочности содержание глины в комках в общем количестве пылевидных и глинистых частиц не должно превышать 0,25% по массе. В щебне из магматических и метаморфических пород содержание пылевидных и глинистых частиц по массе не должно превышать 1 %, в щебне из осадочных пород марок от М600 до М1200-2%, а марок от М200 до М400-3%.

Фракции щебня
По крупности щебень разделяют на фракции. Фракция это максимально допустимый размер отдельно взятого камня (зерна). Разделяют основные и сопутствующие фракции щебня. К основным фракциям относятся: 5-10мм, 5-20мм, 10-20мм, 20-40мм, 20-65мм, 25-60мм, 40-70мм. К сопутствующим фракциям относятся: 0-2мм, 0-5мм, 0-15мм, 0-20мм, 0-40мм, 0-60мм, 2-5мм.

В отдельных случаях находят применение фракции 70-120мм и 120-150мм.

Наибольшим спросом на рынке пользуется гранитный щебень фракции 5-20мм, реже 5-15мм, применяющийся в производстве асфальта, бетона и железобетонных конструкций. Щебень гранитный фракций 20-40мм, 20-65мм, 25-60мм, 40-70мм так же пользуется устойчивым спросом, и применяется в строительстве и ремонте железнодорожных насыпей, трамвайных линий, подушек автомобильных дорог, в строительстве зданий при закладке фундамента, а также используется для дробления на более мелкие фракции щебня. Из всех природных каменных материалов, используемых в строительстве, щебень является основным.

Влагоотдача
Свойство материала терять находящуюся в его порах влагу. Влагоотдача характеризуется количеством воды в процентах (по массе или объему), теряемым стандартным образцом материала в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60% и температуре окружающей среды 20°С.

Водопроницаемость
Способность материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость характеризуется количеством воды, прошедшей в течении 1часа через образец площадью 1м и толщиной 1м при постоянном давлении.

Водопоглощение
Способность материала впитывать и удерживать в своих порах влагу. Водопоглощение определяют по массе или объему и выражают в процентах. Водопоглощение по объему всегда меньше 100%, а по массе может быть более 100% (теплоизоляционные материалы способны поглощать значительно больше воды, чем их масса).

Гигроскопичность
Свойство материалов поглощать влагу из воздуха. Гигроскопичные материалы могут поглощать большое количество воды, при этом увеличивается их масса, снижается прочность, изменяются размеры.