Щебень: свойства, способы добычи и использования

Щебень относится к сыпучим неорганическим материалам. Основной способ его получения: измельчение рудных и нерудных пород. Элементы щебня могут иметь острые края и размер в пределах 5-150 мм.

Какой бывает щебень?

Сырье для изготовления щебня может иметь разное происхождение: изверженное, осадочное и метаморфическое. Изверженная порода образовывается из магмы, выходящей из активного вулкана, а затем застывшей. В свою очередь магма также подразделяется на подтипы в зависимости от строения породы. Глубинные породы от эффузивных отличаются временем застывания расплавленной магмы, они затвердевали в течение продолжительного времени. Как правило, глубинная магма обладает высокой плотностью, хорошей переносимостью низких температур, отлично проводит тепло, хорошо впитывает воду. Структура глубинной магмы кристаллическая, зернистая. Гранит – одна из глубинных пород. Скорость застывания эффузивных пород на порядок выше, чем глубинных. К эффузивным породам относят порфиры.

Осадочные породы появлялись в результате разрушения изверженных. Строение – пористое, иногда с трещинами, обладают способность растворяться в воде. Такой щебень мягкий и хрупкий, аналогично гравию, песку или глине.

Метаморфическая группа образуется из осадочных пород и изверженных под влиянием высокой температуры или химических веществ. Этот тип горной породы обладает высокой стойкостью к разного рода воздействиям, а также является пористым.

Одно из важных свойств щебенки – степень лещадности (плоскости). Частицы щебня могут быть плоскими или игловатые. По форме стройматериал подразделяют на следующие группы: обычная (3,4 и 5 класс), улучшенная (2) и кубовидная (1), в которой процент пластинчатых зерен и иглообразных меньше, чем в остальных. Содержание в общей массе зерен пластиноподобной формы и игловатых влияет на размер пустого пространства в растворе с щебнем. Чем больше пустот – тем выше расход основного, более дорогого, стройматериала (бетона, железобетона и т.д.). Самый выгодный щебень в качестве наполнителя – кубовидный, обладающий особой прочностью, чем остальные.

Достаточно важная характеристика каждого материала, в том числе и щебня, — способность выдерживать значительные перепады температур, а также не терять своих качеств при сильных морозах. Для проверки морозостойкости элементов их несколько раз замораживают и оттаивают. Чем больше таких циклов может выдержать материал, не теряя своих качеств, тем он считается более морозостойким. Универсальным щебнем, подходящим в большинстве случаев, считается материал с классом морозостойкости F300.

По износостойкости различают следующие типы стройматериалов: очень прочный, прочный, умеренно-прочный, непрочный и очень непрочный. Во время тестирования стройматериалов их подвергают сжатию, сдавливанию, имитируют разные виды воздействий, возникающих в условиях реальной эксплуатации.

Большое значение имеет радиоактивная безопасность используемых стройматериалов. В черте города принято использовать щебень 1 класса радиационной активности, за пределами населенных пунктов разрешается применение щебня с 2 классом радиоактивности.

Щебень бывает разных видов, чаще всего встречается гранитный, пользующийся огромным спросом из-за таких качеств: большая износостойкость, способность выносить крепкие морозы, невысокая лещадность, 1 класс радиационной активности, отсутствие вредных для человека веществ. Чтобы изготовить гранитный щебень необходимо добыть сырье путем подрыва гранитной породы, затем раздробить ее и разделить по фракциям.

Гравий – этот тип щебенки не такой прочный, как гранитный, и стоимость его гораздо ниже. Способ добычи следующий: пропускание горной породы через грохот.

При сооружении дорог широко используется известняковый щебень, получаемый из известняка методом его измельчения.

Из строительных отходов создают вторичный щебень. Для его изготовления пригодятся обломки кирпичей, элементы демонтированных бетонных и железобетонных конструкций, куски асфальта. Свойства такого щебня несколько хуже, чем первичного, однако и цена его тоже значительно ниже.

Шлаковый щебень изготавливается из отходов металлургической промышленности.

Сфера использования щебня

Трудно придумать стройматериал более востребованный и распространенный, чем щебень. Он нужен везде и на каждом этапе строительства, начиная от фундамента и заканчивая крышей, а также при обустройстве прилегающих участков.

Лучший щебень – это гранитный, незаменимый при изготовлении особо прочных бетонных конструкций. Если особых требований к бетону не имеется, вполне подойдет и гравийный щебень, также пригодный при создании дорог и работ по укреплению грунта. Известняковый щебень часто используется при строительстве дорог. Для создания подложки под основное покрытие при строительстве шоссе применяют вторичный щебень, еще этот материал может использоваться в бетонных смесях средней прочности. При сооружении зданий оптимально применение мелкого щебня, а при дорожном строительстве следует использовать крупный.

Также не обойтись без щебенки при проведении мелиоративных мероприятий и оборудовании взлетных площадок. Применяется она и в ландшафтном дизайне.

Изготовление щебня

Весь процесс можно разделить на три основных стадии:

• добыча сырья для производства щебня;
• переработка породы;
• разделение полученного стройматериала на несколько групп по фракциям.

Изначально необходимо провести предварительные работы на месте добычи: удалить растительность, если имеется, снять зону выветривания. Затем при помощи взрывчатых веществ откалывают крупные куски породы и полученное сырье доставляют на перерабатывающий завод. Далее необработанный материал попадает в дробилку, где измельчается на более мелкие части.

В некоторых случаях операций дробления может быть несколько: предварительная и заключительная. Сортировка полученного щебня по размерам совершается в грохотах, откуда посредством транспортирующей ленты готовый щебень отправляется в специальные емкости. Хоть и кажется, что изготовление щебня – простой процесс, на самом деле все не так примитивно: используются современных технологии и оборудование.

Перемещение и условия хранения

Для транспортировки щебенки используются открытые грузовые машины или вагоны. Загрузка совершается по максимально допустимому весу. Может применяться речной или морской транспорт, тогда погрузочные работы производятся при помощи вспомогательной техники или же вручную.

Щебень — материал неприхотливый, не требующий особых условий хранения. В основном склады щебня создают в местах с активным движением транспорта. Иногда материал остается на месте его изготовления или добычи. Главная цель – не допустить попадания в щебень посторонних веществ, а также грязи. Нельзя оставлять щебень под открытым небом, так как он может испортиться при попадании на него дождя или снега. Принимая щебень на хранение, следует обращать внимание не только на массу материала, но и на его плотность.

Цена

Чем выше качество щебня, тем дороже его стоимость. Важнейшие параметры: износостойкость и экологичность. Самый дорогой щебень – гранитный, дешевле всего обойдется стройматериал, изготовленный из шлака или отходов, он же – самый востребованный. Цена кубометра дешевого щебня составляет в среднем около 200-500 рублей, гранитного – 1200 р/тонну.