Щебень
Щебень – это обломки камня различных форм размером 5-150 миллиметров.
Материал получают путем дробления плотных горных пород (гранита,
диабаза), а также водостойких осадочных пород (песчаника, известняка).
Для добычи щебня также используют метаморфические породы. В
строительстве чаще применяют щебень, добытый из твердых горных пород,
так как по своим характеристикам (прочности и морозостойкости) он
наиболее подходящий для этих целей материал. При строительстве дорог
важны такие качества щебня как: устойчивость к ударным нагрузкам и
вибрациям, а также истираемость.
В зависимости от предела прочности материал делят на марки. Очень важно,
чтобы в процессе строительства применялся щебень, полученный из одной
горной породы, и состоял из одинаковых по качеству обломков. Если в
смеси твердых обломков есть осколки мягких горных пород (легко
размокаемые, менее твердые), то такие обломки быстро разрушатся, и вся
нагрузка перейдет на оставшиеся твердые частицы, прочности которых уже
не хватит для обеспечения надежности и устойчивости постройки. А что это
значит для конструкции в целом? Возможность разрушения.
В зависимости о того, для каких целей будет применяться щебень, для него
устанавливают определенные требования. Например, для изготовления
бетона необходим материал, полученный из прочных пород. А для
строительства дороги кроме прочности важна устойчивость к истиранию.
Дорожное полотно постоянно подвергается воздействию трения шин. А под
полотном железной дороги, в насыпи, камни постоянно трутся друг об
друга. Поэтому для таких целей используют щебень из гранитных горных
пород. Такой материал выдерживает громадное давление. А вот щебень из
осадочных пород для дорожного строительства плохо подходит, так как он
быстро истирается.
Форма щебня – важный показатель. Щебень плоской формы не используют в
строительстве. Такие куски легко ломаются. Камни должны быть примерно
одинаковых размеров с кубической формой или близкой к тетраэдру. Это
оптимальная форма, и конструкция получится наиболее прочной. Щебень
худших сортов содержит 10-25 процентов элементов, имеющих плоскую форму.
Такой щебень нельзя использовать в бетоне, так как плоские куски могут
разместиться параллельно относительно друг друга, отчего нарушится
равномерность прочности материала.
Образование в процессе дробления горных пород плоских обломков щебня
объясняется строением исходного материала – анизотропией. Анизотропные
материалы – породы, которые имеют различные свойства в разных
направлениях, причем минералы, обладающие разными свойствами, могут
относительно друг друга могут располагаться параллельно. При дроблении
как раз и образуются плоские камни. Такие качества свойственны,
например, мелкозернистому граниту. Прочность на сдавливание в одном
направлении одна, а в другом – иная, отличающаяся.
Для получения щебня, состоящего из однородных элементов, материал
обрабатывают в различных по конструкции дробилках (конусных, щековых). В
начале процесса огромные куски породы (до нескольких метров в
поперечнике) разбивают на более мелкие куски. Потом будущий щебень
отправляется на рассев, затем его снова дробят, потом еще рассеивают и
опять дробят. В итоге получается щебень, рассортированный в зависимости
от размера, с кусками, имеющими однородную форму. Материал поступает в
специальные механизированные бункеры, из которых происходит загрузка
железнодорожного транспорта щебнем. Стройматериалы обязательно изучают на
предмет его физико-механических свойств. Также определяют размер частиц,
их форму, гранулометрический состав.
Щебень – очень распространенный материал в сфере строительства. Он
применяется в производстве асфальтобетонных и цементно-бетонных дорожных
смесей, железобетонных конструкций. Иногда применяют щебень из
искусственных камней (кирпичных, шлаковых), если отсутствует натуральный
материал.