Один из самых нужных стройматериалов — это гранитный щебень. Он представляет собой сырье высокой прочности, которая зависит от его фракции и удельного веса. Чем крупнее разновидность, тем она дороже. Продукт того или иного качества находит свое применение в разных сферах строительства. Свойства гранита во многом зависят от того, где его добывают: один может быть более плотным, другой — меньшей плотности. 

Добыча

Его находят повсеместно, применяя метод карьерной добычи. Она осуществляется из определенных пород, которые имеют твердую структуру с зернистым строением. Когда-то скалы из гранита постепенно возникали по причине затвердевания магмы — вулканической лавы, выброшенной на поверхность Земли. Часто гранит имеет выраженный красноватый оттенок, а формируется он из кварцевых пород, шпата и разновидностей слюды. Камень, из которого чаще всего производится щебенка, бывает розовым или серым, а на его цвет влияет содержание в породе других минералов.

Добывают нерудные материалы, взрывая скалу с помощью определенного количества подрывного заряда. Вначале бурильщики сверлят в скале отверстие большой глубины, а потом оставляют в нем взрывчатку в несколько кг. Обычно производится несколько взрывов, в процессе которых и появляются гранитные глыбы, которые могут подвергаться повторному воздействию взрывчатки в случае, если размеры их очень велики. Такой вид добычи получил название «вскрышного», иными словами, исполняемого бурительными методами.

После того как глыбы разделяются на несколько частей, они перевозятся с помощью специальных транспортных средств в цеха, где будет проводиться их дробление и сортировка на разные фракции. В процессе сортировки происходит отделение крупных размеров от мелких (щебня 5-20 мм, щебня 40 мм от более крупных камней). Стоимость одного кубометра щебеночно-сыпучих материалов зависит от качества фракции.

Обработка

При дроблении гранитных глыб используется специальное механическое оборудование. Дробилки, в зависимости от вида работ и целей, бывают роторными, центробежными и щековыми. Щековое дробление пород — самый простой метод, требующий минимальных финансовых затрат. Главные составные части такого механизма — это две плиты или «щеки», между которыми глыбы раздавливаются и истираются. При этом одна из «щек» находится в неподвижном состоянии, а вторая качается, будучи приведенной в движение механическим приводом.

Роторное дробление гранитных пород — метод наиболее популярный. Здесь применяется мотор большой мощности. Такие установки очень хорошо могут подготовить все фракции. Что касается дробления гранита на другие виды (щебня фракции 40 мм и больше), в данном случае применяется центробежно-ударная установка. Кроме всех перечисленных способов на современном этапе существуют и более портативные, мобильные механизмы, применяемые в том месте, где добывается сырье.

Разделение на группы по фракциям

  • Гранитный щебень фр-ции 2-5 мм — это мелкий отсевный материал из гранита. Характеризуется высоким процентом частиц пыли — до 25%, в среде строителей даже не считается за полноценный камень. Гранитная крошка размером 5 мм и мельче является скорее продуктом переработки, возникающим во время просева основного материала.
  • Гранитный щебень фракции 5-20 мм. Характеризуется отсутствием частиц пыли, или же незначительным их содержанием. Один из тех материалов, которые применяются довольно часто.
  • Гранитный щебень фракции 20-40 мм. Использование в строительстве этого вида происходит чаще других, частицы пыли отсутствуют.
  • Фракция 25-60 мм. Этот вид щебенки используется в строительстве нечасто. Низкий процент пылесодержания.
  • Щебень гранитный фракции 40-70 миллиметров. Самая крупнокалиберная фракция из всех.

Подробнее о пофракционном использовании материала

Камни, которые обрабатывались методом дробления, часто используются в виде высокопрочных наполнителей для построек из бетона. Насыпи, возводимые при дорожном строительстве, требуют материала из прочных пород, и применение гранита кубовидной формы подходит для этого лучше всего.

Отсев размером до 5 мм (гранитный щебень самой мелкой фракции) применяется для декора разного вида, часто такую крошку можно встретить при отделке садовых и дачных тропинок, детских площадок и мест для спортивных тренировок. Поскольку отсев размельчен до песка, им посыпают обледеневшие тротуары в гололедицу.

Щебень гранитный фр-ции от 5 мм тоже относится к мелким видам, но он более востребован по сравнению с другими. Из него изготавливаются примеси для укрепления фундаментов и бетонных сооружений.

Применение щебня фр-ции 20-40 мм осуществляется при строительстве конструкций из железобетона и железных дорог, при закладке оснований фундаментов. Кроме того, именно щебень фракции 20 служит наполнителем в бетонных покрытиях высокого качества, на которых работает тяжелая строительная техника.

Щебень в бетоне

Фракции гранитного щебня 40-70 мм применяются для производства тяжелых конструкций из бетона и при работе с его большим количеством — например, при крупномасштабных железнодорожных стройках и прокладке больших магистралей.

Крупная фракция 25-60 мм применяется для обустройства главных железнодорожных путей. Для обустройства насыпей запасных рельс используют гранитный щебень фр-ции 5-20 мм.


Состав гранитной щебенки, ее физические и механические показатели

Один из ключевых показателей, на основании которого можно судить о качестве гранитного щебня, — уровень его однородности. Чем плотнее гранитная щебенка, тем она крепче, а усадка со временем — меньше.

Важно смотреть и на содержание различных примесей в виде глины, пылевых частиц и других горных пород, которые не отличаются ценностью и непригодны для современного строительства. Чем камень чище, тем выше адгезивные характеристики гранитного щебня по отношению к связующим материалам. Чистота гранита обеспечивает его высокую устойчивость к радиации, а стойкость к низким температурам предотвращает преждевременное разрушение материала.

Качество щебня фр-ции 20 мм и других его разновидностей во многом зависит и от формы его зернистой структуры. Это понятие получило название лещадность, или «плоскость». Если дробление материала было сделано правильно, получаются объемные фракции в форме куба, что является самым оптимальным вариантом для проведения строительных и дорожных работ. Если зерна плоские или с острыми гранями, они слабо прилегают друг к другу, между ними остается много пустот (от 5 мм и более), и плотность любой насыпи резко снижается.

Показатель радиоактивности свидетельствует о том, насколько материал может излучать радиоактивные вещества или же поглощать их. Чем меньше эта способность щебня, тем безопаснее и лучше. По устойчивости к радиации считается одним из наилучших материалов. Не случайно при строительстве атомных электростанций и иных объектов, которые являются радиоактивно опасными, всегда используются бетонные сооружения, имеющие внутреннее наполнение из щебенки высокого качества.

Лучший показатель прочности гранитного щебня — 1400, насыпной уровень плотности — 1,4 тонн на кубический метр, а устойчивость к низким температурам — 300 единиц.

Плотность материала

Часто значение фразы «плотность гранитного щебня» употребляется не совсем корректно. Что такое плотность? Ее показатель измеряется в кг/м3 и одинаков как для гранита, так и для щебня из него: 2600 кг/м3. Если быть точнее, следует вести речь о насыпной плотности. Именно плотность насыпная показывает, сколько весит куб щебенки и количество тонн в кубе гранита, который находится в природном состоянии (иными словами, учитывая все пустые пространства в зернистой структуре камня). Таким образом, существует прямая зависимость объемного веса (того, сколько в кубе тонн гранита) от того, какова плотность щебня и его разновидность. Чем больше фракция, тем выше показатель плотности.

Если требуется приготовить раствор из бетона, плотность и состав необходимо учитывать при замешивании. Если насыпная плотность щебня высокая, то потребуются гораздо меньшие затраты по объему раствора цемента, что обеспечивает большую экономию стройматериалов. В процессе перевозки и хранения уровень плотности также следует учитывать. Знание таких показателей, как истинная плотность и объемный вес гранитного щебня поможет безошибочно произвести расчеты грузоподъемности транспортного средства для перевозки, а также то, какого размера понадобится помещение для хранения.

Когда производится щебень, величина его плотности находится на среднем уровне, что тоже необходимо иметь в виду при работе с гравием.
Удельный вес

Удельный вес гранитного щебня фракции 20-40 мм составляет от 1,4 до 1,6 т/м куб. На все показатели нужно смотреть, учитывая такое свойство щебня, как сыпучесть, следовательно, определение объемного веса должно производиться только в том случае, если материал сухой.

Удельный вес гранитного щебня — это отношение сырьевой массы к тому объему, который она заполняет. Вес измеряется в м3 (1м3 щебня). Это важно учитывать, когда рассчитывается то количество материала, которое используется при строительных работах.
Марка как показатель прочности материала

Прочность щебня — один из самых важных критериев, который учитывается при проведении строительных работ. Для того чтобы определить эти показатели, был проведен ряд опытов, суть которых заключалась в том, что материал подвергался сжатию в специальных емкостях. Процесс сжатия — это имитация той силы давления, которую оказывает на него каток для укладки асфальта. Обозначение марки прочности камня заключается в букве «М» и определенном числе, которое следует после нее. Чем выше цифра, тем прочность камня больше.

До М1600 — высокопрочная марка
До М1200 — прочная марка
До М600 — марка среднего уровня прочности
До М400 — морозоустойчивая щебенка
М200 — слабопрочный материал

Цифра после буквы «М» также показывает, сколько зерна, полученного из слабой породы камня, содержится в том или ином материале. Например, щебень 200-300 содержит не больше 15% слабопородного зерна, 400, 600 и 800 — не большо 10%, а щебень высокой прочности марки 1000, 1200 и 1400 содержит не больше 5% слабозернистых компонентов.

Знание марок щебня помогает понять, какой материал требуется для выполнения той или иной задачи.

Существует общепринятая классификация областей его применения:

  • М200 предназначен для использования в качестве декора и непригоден для глобальных строительных задач.
  • Прочность М300 и М400 сравнительно невысока, но их уже можно применять для построения простых бетонных сооружений.
  • Марки 300 и 400 пользуются большим спросом у мелкооптовиков, которые строят небольшие объекты.
  • Щебень средней прочности М600, М800, а также 1000 используются при построении дорог с небольшим уровнем нагрузки и конструкций из бетона небольшой величины.

Но самый востребованный строительный материал — это щебень марки 1200. Это уже высокопрочная категория, в основе которой лежит гранит. Щебень 1200 имеет не только высокий показатель прочности, он устойчив к влажности и низким температурам. Поэтому марку 1200 и 1400 используют для строительства дорожных покрытий, которые могут выдержать большую степень нагрузки, а также для изготовления сооружений из бетона, поддерживающих мосты. Высокопрочные материалы также применяются для строительства взлетных полос и железнодорожных насыпей.

Взаимодействие с другими материалами

По причине своей шероховатости гранитный щебень хорошо «схватывается», если применяется в составе раствора, куда входят песок и цемент. Состав становится более однородным, поэтому гранит небольшой фракции становится хорошим наполнителем. Когда производится бетон различных видов, нужна разная плотность щебня и разные фракции. При замешивании растворов важно знать о том, что, чем больше плотность щебня, тем расход цемента на массу будет меньше.

При применении таких материалов в разных сферах строительства никогда не помешает знать о том, какими бывают ее разновидности (гранитный щебень фракции 20 мм и другие). Не исключена возможность, что при постройке дачного или загородного дома эти знания могут очень пригодиться.

Статья с сайта kamen.expert