Известняковый щебень

Содержание:

В чем же различие гранитного и известнякового щебня?

Физико-технологические свойства известнякового щебня

Способы добывания

Применение щебенки в строительстве

Дополнительная информация

Известняковый щебень – очень популярный строительный материал. Его получают посредством дробления известняка, представляющего собой осадочную породу органического происхождения. Известняк залегает обычно целыми пластами. Образовывался на протяжении десятки тысяч лет на дне бывших морских бассейнов.

Состоит из окаменелых останков (костных тканей) различных животных. Основной компонент известняка – карбонат кальция. Примеси, входящие в его состав, придают ему различные оттенки. Цвет камня бывает белым, желтовато-серым, бурым, даже красным. Его иногда называют также известковым или доломитовым.

Известняковый, наряду с гранитным, наиболее востребованный вид щебня. Они находят широкое применение в различных строительно-монтажных работах и производственных процессах. Вместе с тем, эти виды щебня отличаются по многим параметрам.

В чем же различие гранитного и известнякового щебня?

Гранитный щебень – продукт дробления гранитных пород (образование камней различной формы и размера). К главным преимуществом гранита относятся: повышенная твердость и низкое водопоглощение. Последнее из указанных свойств значимо, особенно, при строительстве бассейнов и фонтанов. Гранит не поддается деформации под влиянием влаги.

Известняк используется в строительстве еще со времен постройки Египетских пирамид. Огромные блоки, использованные при их возведении, вырезаны из известняка. Он является ударостойким, несмотря на то, что значительно уступает по прочности граниту.

Главное же достоинство известняка – это его экологическая чистота. В чем она выражается? В первую очередь, в том, что он имеет очень низкий уровень радиоактивность в отличие от других пород, в том числе, и гранита. Кроме того, известняковый щебень исключительно устойчив к температурным перепадам.

Эти свойства определяют его преимущественное использование в дорожном строительстве, а также для производства бетона. Он также находит применение в строительстве дренажных систем. Другое несомненное достоинство – относительно низкая цена по сравнению с ценами на гранитный или гравийный щебень.

Известняк используют не только, как строительный материал. Стекольная, пищевая и полиграфическая промышленность применяют его широко. Из него получают много полезных продуктов, в том числе:

• соду, карбид кальция;
• различные минеральные удобрения;
• негашенную известь.

Физико-технологические свойства известнякового щебня

Дадим определение и приведем численные значения основных физико-технологических свойств известнякового щебня.
Фракция. Фракцией называется часть сыпучего или кускового твердого вещества, а также жидкой смеси, выделенная на основе определенного признака. Для щебней, таким признаком являются предельные значения линейных размеров отдельных кусков породы (зерен) этой фракции. То есть, минимальная и максимальная габаритная длина зерен.

Для сыпучих материалов, существуют 3 вида фракций: основная, сопутствующая и нестандартная. Основные фракции включает в себя частицы, размеры которых находятся в пределах: 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм и некоторых других. Сопутствующей, называется фракция, в которую входят кусочки, размеры которых меньше 5 мм. К нестандартным относятся группы частиц с размерами 80-120 мм, 120-150 мм.

Лещадность. Это свойство характеризует зерновой состав щебня. Является одним из важных свойств щебня. Свое название этот термин получил от слова «лещадь» (так называли раньше плоскую деревянную дощечку или каменную плитку). Эта характеристика измеряется в процентах. Может быть вычислена, как отношение суммарной массы зерен, имеющих нестандартную (пластинчатую и игловатую) форму, к массе заданного количества щебня.

Лещадность щебня отражается на протекании различных процессов (производственных и строительных). Следует также знать некоторые вспомогательные определения. Пластинчатым называется зерно, длина которого в 3 и более раз меньше толщины. Игловатое зерно имеет ширину в 3 и более раз меньшую, чем его длина. Щебень различных пород по ГОСТ, в зависимости от показателя лещадности, подразделяют на 5 групп.

Первая группа (содержит до 10% зерен игловатого и пластинчатого типа), называется кубовидной из-за относительно низкой доли нестандартных зерен. Пятая группа содержит от 35% до 50% зерен указанных выше типов. Заметим, что плотность утрамбовки щебня напрямую зависит именно от лещадности. Ведь, чем больше во фракции нестандартных зерен, тем выше вероятность образования пустот между ними. Поэтому, вполне очевидно, что сооружение из кубовидного щебня, должно получиться более прочным.

Лещадность известнякового щебня по основным фракциям, составляет:
а) 10-12% (5-20 мм); б) 11-12 % (20-40 мм); в) до 15 % (40-70 мм). По этим значениям видно, что известняковый щебень относится ко 2-й, так называемой улучшенной группе.

Морозостойкость. Это свойство характеризуется числом полных циклов, не приводящих к потере первоначальных свойств, посредством замораживания и оттаивания образца. Кроме того, ее можно оценивать по числу проб, связанных с насыщением камней сернокислым натрием с последующим высушиванием.

Щебень, по этому параметру разделяют на несколько марок (F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400). Величина морозостойкости известнякового щебня варьируется от 100 до 150. По современным требованиям, в строительстве рекомендуется применять, в основном, щебни с маркой не ниже F300.

Радиоактивность. Экологическая чистота щебня, как уже отмечено выше, определяется в первую очередь уровнем радиоактивности породы. Радиоактивностью называется явление самопроизвольного распада неустойчивых атомных ядер. В системе СИ, единица измерения радиоактивности – беккерель (Бк). Радиоактивность в 1 Бк – это активность такого источника, в котором за 1 с происходит в среднем 1 распад. По степени радиоактивности, горные породы делятся на 3 класса. К первому классу относятся камни с удельной радиоактивностью менее 370 Бк/кг, ко второму – 370-740 Бк/кг, к третьему классу – 740-1350 Бк/кг. Известняковый щебень относится к первому классу (30-137 Бк/кг).

Прочность. Прочность принято измерять предельным значением прочности исходной породы на сжатие. Прочность характеризуется по аналогии с цементом, трехзначным числом – маркой (М). Прочность известнякового щебня находится в пределах М200-800 марок. Это относится к группе средней и слабой прочности. Высокопрочным считается щебень с маркой М1200-1400.

Щебни разных марок используются для различных целей. Например, из щебеня М600-800 производят строительные лотки, плиты, кольца; М300-600 – направляют на отсыпку дорог, где интенсивность движения на слабом или среднем уровне; М200 – в качестве подушки для дорожных покрытий с заведомо низкой интенсивностью движения.

Водопоглощение. Данное свойство характеризуется способностью породы, при длительном погружении, поглощать воду (при давлении 1 атмосфера и температуре 18-20 оС). Принято вычислять в процентах по отношению к массе или по объему сухого образца. Водопоглощение каменных пород может меняться в широких пределах: от 0,5 % (гранит) до 34% (артикский туф) по массе. Водопоглощение щебеня известнякового порядка 1,0-2,5 %.

Насыпная плотность. Сыпучие строительные материалы (песок, щебень, гравий) характеризуются насыпной плотностью. Насыпной, называется плотность материала в неуплотненном состоянии. Эта величина позволяет связать объем и массу таких материалов. Насыпная плотность известнякового щебня – 1280 кг/м3.

Пористость. Пористостью горных пород называют наличие в них пустот. Она характеризует их способность вмещать в себя жидкость или газы. Количественное значение пористости вычисляется как отношение суммарного объема пор к полному внешнему объему пород, измеряется в % или долях. Пористость известнякового щебня составляет 5,4-7,3 %.

Способы добывания

Добыча природного камня, в том числе, известняка, осуществляется разными способами в зависимости от условий залегания, качества материала, количества породы и других факторах. Различают промышленные и притрассовые месторождения. Промышленные — характеризуются большим объемом сырья, они открываются для поставки щебня не конкретному, а многим поставщикам. Рассчитаны, как правило, для активной разработки не менее, чем на 10 лет. Притрассовые или местного значения – расположены вблизи отдельной строительной площадки. Запасов сырья не так много, а потому, цены на продукцию, здесь дороже.

Разработка известнякового месторождения осуществляется несколькими способами. Наиболее экономичным является открытый способ, когда порода расположена вблизи поверхности земли на склоне холма. Преимущества этого способа:

• относительно небольшой объем вскрышных работ;
• легкое перемещение добычи вниз;
• отсутствие необходимости осуществлять дренажные работы.

Разработка известняковой породы может вестись также подземным (в штольнях) или подводным (когда порода залегает неглубоко под водой) способами. Понятно, что они более энергоемкие и затратные, по сравнению с открытым способом разработки породы.

Процесс добычи открытым способом состоит их нескольких этапов:

• проектирование местности и определение месторасположения будущего карьера;
• осуществление вскрышных работ (удаление почвы, верхних слоев песка и глины);
• снятие непригодной, верхней части горной породы;
• отделение от массива каменных глыб, для этого достаточно применять экскаваторы;
• отгрузка глыб на дробильно-сортировочную площадку;
• измельчение в дробилках и разделение на фракции в грохотах;
• размещение готовой продукции на площадках, для их последующей транспортировки заказчикам.

Применение известнякового щебня в строительстве

Известняковая щебенка используется преимущественно в качестве строительного материала для создания основы (подушки) дорог и для сооружения других объектов. Например, ее можно использовать при конструировании автостоянок. Материал, хотя и не очень прочный, но обладает хорошей морозоустойчивостью, поэтому эффективен в местах с минимальными транспортными нагрузками.

Данный стройматериал активно используется в производстве изделий из железобетона, в качестве наполнителя. Материал, являясь инертным по отношению к цементу, оказывает только положительно влияние на свойства и структуру бетона. Дешевизна и доступность известнякового щебня делают его незаменимым строительным материалом. Кроме того, различные фракции находят различное применение.

Щебенка 5-20 мм, как правило, применяется для ведения строительных работ. Благодаря наличию в его составе элементов, ускоряющих некоторые химические процессы, щебень указанной фракции очень широко используется для изготовления строительных смесей и цемента.

Фракция 20-40 мм может быть использован и в качестве декоративного материала. Оттенки этого камня, меняющиеся от пепельно белого цвета до серо-гранитного, придают ему мозаичный эффект. Особенно это качество привлекает ландшафтных дизайнеров, занимающихся проектированием различных участков дороги, клумб, газонов.

Щебенка 40-70 мм активно используется при создании дорожных подушек и в качестве материала для подсыпки:

• автомобильных дорог;
• трамвайных линий;
• железнодорожных насыпей.

Кроме того, она находит применение в производстве массивных железобетонных изделий. Очень часто щебень этой фракции выступает в роли облицовочного камня. Из него же получают известь.

Дополнительная информация

Известняковый щебень столь популярен и находит широкое применение благодаря тому, что в нем отсутствуют вредоносные компоненты и примеси. Он не представляет никакой опасности для жизни и здоровья людей. Однако, необходимо предпринимать дополнительные меры безопасности. Поэтому, как перед, так и после дробления известняка, проводится специальная контрольная диагностика этого материала на наличие радиационного излучения и прочих примесей.

Процесс производства известнякового щебня завершается его обработкой с помощью химических препаратов и реактивов. Такая обработка направлена на решение нескольких задач. В их числе, придание камням конечной формы, а также, повышение значения некоторых параметров качества по сравнению с их базовыми значениями, имевшими место в начальный момент добычи породы.