Представить любой строительный процесс без применения щебня довольно сложно. Его используют при создании фундамента, замешивании бетонного раствора, формировании садовых дорожек, организации ландшафтного дизайна, прокладке подъездных путей и автотрасс. В статье речь пойдет об основах уплотнения щебня.

Продукт дробления горных пород применяют для обустройства так называемой подушки, которая выполняет следующие функции:

• выравнивание основы перед дальнейшими работами;
• придание твердости слабонесущим грунтам;
• защита строений от негативного воздействия влаги;
• увеличение стойкости под высокими нагрузками.

В любом случае, качество щебеночного основания напрямую зависит от физико-технических показателей материала. Определить по внешнему виду характеристики не получится, они указываются в сопровождающих документах, сертификатах.

Разновидность щебня

Этот сыпучий материал производится путем прохождения валунов через дробильное оборудование. На выходе получают камень различной фракции от 0*5 до 40*70 мм. Размер определяет сферу применения. Для бытового строительства в основном используют щебень 5*20 и 20*40 мм.

Тип строительного материала бывает:

• гранитным. Он характеризуется высокой природной прочностью и способностью выдерживать разнонаправленные нагрузки;
• известняковым. По твердости практически не уступает гранитному щебню. Однако стоит гораздо дешевле. Прекрасно подходит для возведения жилья;
• шлаковый. Такой материал получают из отходов металлургического производства. Стоимость намного ниже вышеперечисленных типов гравия. Но из-за вредных примесей в его составе, сфера применения довольно ограничена;

• вторичным. Щебень производится из отходов строительства (обломков кирпича, асфальта или бетона). Конечно, вторичная переработка материала не отличается высокими показателями, в связи с чем подходит не для всех видов работ.

Перед покупкой, следует обратить на такой параметр как лещадность. Большой процент содержания зерен пластинчатой формы значительно снижает прочность готовой основы при строительстве объектов любого назначения. Поэтому чем ниже этот параметр, тем лучше.

Коэффициент уплотнения щебня

При самостоятельном строительстве каждый сталкивался с такой проблемой, как нехватка или излишек материала. Умение рассчитать необходимое количество - важный аспект любого процесса. Для бытовых нужд зачастую используют средние величины.

Чтобы вычислить объем необходимо знать:

• требуемую толщину подушки после трамбовки. Обычно данный показатель равен 0,2 или 0,25 м;
• уплотнение щебня трамбовкой коэффициент уплотнения - 1,3. Параметр верен для большинства фракций, уплотненных посредством механизированных средств;
• удельный вес насыпного материала, который указывается в сертификате. Для удобства расчета возьмем вес в 1,5 т/м. куб, характерный для обычного щебня.

Итак, зная все составляющие уравнения, производим расчет материала для 1 квадратного метра укладки: 0,25х1,3х1,5=0,4875 т.

Как и в любых вычислениях, полученный результат округляется в большую сторону. Значит для засыпки 1 кв.м. площади слоя щебня толщиной в 25 см понадобится 490 кг. Ну а рассчитать объем для 10-20 кв. м. уже будет намного легче.

Зачем нужно уплотнение щебнем основания

Вопросом об уплотнении задаются все новички в строительном деле. Ведь по идее камень сам по себе прочный материал и вполне достаточно его разровнять и можно переходить к следующему этапу работ. Однако все не так просто.

• Щебень получают путем дробления, в процессе которого грани зерен приобретают свободную форму. При засыпке материала между каждым элементом образуются воздушные пустоты, снижающие уровень сопротивления под нагрузками.
• Плотное прилегание отдельных фрагментов снижает риск их «хождения». Ведь после уплотнения грунта щебнем пустоты исчезают или значительно сокращаются в объемах. Таким образом, создается дополнительный запас прочности фундамента.

• В качестве исключения можно рассмотреть скалистый грунт, служащий основой для строительства. В этом случае вполне достаточно выполнить разравнивание щебеночной насыпи для последующих работ: укладки плитки, заливки бетонной смеси и т.д.
• В других условиях гравий должен не просто лежать на грунте, а быть утрамбованным, образуя единую плоскость. Плотное заполнение пространства между зернами частичками почвы придаст необходимую монолитность.
• Толщина уплотненного слоя может быть различной от 50 до 250 мм. Коэффициент запаса на уплотнение щебня определяет последующая нагрузка на основание (проезжающий автотранспорт, пешеходы, вес строения и т.д.).
• Отдельной строкой можно выделить расклинцовку щебеночного основания. Метод заключается в нескольких этапах - использовании гравия разных фракций. Сначала берут крупный материал и утрамбовывают, затем насыпают щебень меньшего размера и снова уплотняют, последним слоем выступает мелкофракционный материал и проводят окончательную укатку поверхности.

Уплотнение щебня ручной трамбовкой

При отсутствии специального вибрационного оборудования, народные умельцы используют средства изготовленные собственноручно. Конечно, при таком уплотнение необходима хорошая физическая подготовка. Ручная трамбовка актуальна при небольших объемах работ.

• Существует масса вариантов как сделать приспособление. Из них самым примитивным выступает брус 100х100 мм. Можно взять древесину и с большим сечением, таким образом, увеличив охватываемую для уплотнения площадь.
• Длина бруса подбирается исходя от удобства использования, чаще за основу берется грудь человека. Нижний торец инструмента подбивается оцинкованным листом. В верхней части с двух сторон монтируют ручки из деревянных колышков или металлических прутьев.
• Способ работы довольно прост. Брус поднимается за ручки до максимальной высоты и с силой опускается на щебеночное основание. Многократное повторение данных движений в определенном направлении, приведет к желаемому результату.

• Если у рачительного хозяина имеется оголовок из металла, то его фиксируют к более тонкой деревянной основе, например бревну. Приспособление станет значительно легче, а значит, и трамбовка пойдет «веселее».
• Более прочной конструкцией обладает устройство, изготовленное полностью из металла (стойка и подошва). Правда этот материал создает большую вибрацию, которую дерево отлично гасит. В данном случае выходом послужит использование специальных перчаток.

Уплотнение щебня виброплитой

Использование виброплиты или вибротрамбовки актуально при глобальных объемах. С помощью техники выполнение процесса возможно и в труднодоступных местах, и на участках, расположенных у стен построек.

• Оборудование компактное, надежное и мобильное. Простая эксплуатация и высокая оперативность позволяют выполнить работы с максимальным качеством в сжатые сроки. Для бытовых нужд применяют виброплиты весом от 60 до 120 кг.
• Принцип действия заключается в вибрации плиты, получаемой за счет вращающихся эксцентриков. Трамбовка происходит путем передачи ударных колебаний и энергии от опорного башмака к щебню.
• Наличие амортизаторов позволяет гасить механические колебания, идущие в верхнюю часть оборудования, таким образом, обеспечивая защиту и двигателю, и оператору. Оборудование оснащено рычагом переключения скорости, что дает возможность регулировать мощность хода.

• По способу движения различают одноходовые и реверсивные (с возвратно-поступательными движениями) устройства. Последний вариант характеризуется повышенной функциональностью и эффективностью. С их помощью трамбовка проводится без циклического перемещения по обрабатываемой поверхности.
• Двигатель может работать как на жидком нефтепродукте (бензин или дизельное топливо) или посредством подключения к электрической сети. Агрегаты с электродвигателем имеет малый вес (до 100 кг). Они широко применяются при работах, где не предъявляются высокие требования к уплотнению материала.
• Такое оборудование можно приобрести в специализированных магазинах либо с рук, как говорится б/у. Наиболее выгодным вариантом является аренда техники, которая обойдется гораздо дешевле.
• В любом случае, важно соблюдать условия эксплуатации, которые продлят срок службы и предотвратят выход из строя. Перед началом следует внимательно изучить инструкцию по применению, ознакомиться с правилами безопасности.
• Регулярно проводимая смазка отдельных элементов, чистка воздушного фильтра, замена масла поможет сохранить все технические показатели оборудования.

Альтернативные варианты уплотнения щебня

Для этих целей можно использовать и самодельные устройства по принципу действия схожие с механизированным оборудованием. Здесь понадобится старое металлическое корыто, труба, песок и сварочный аппарат.

• К емкости под наклоном приваривается ручка из отрезка трубы, к верхней части фиксируется перпендикулярно расположенная арматура. Дно корыта желательно дополнительно усилить, приварив к нему лист железа.
• Наполнив приспособление песком, в итоге получим универсальное ручное приспособление наподобие асфальтового катка. Устройство передвигают за рукоять в заданном направлении, и вследствие своего немалого веса произойдет уплотнение щебенки. В эксплуатации оно довольно простое, но потребует определенной сноровки и опять же физической силы.
• Второй способ актуален для трамбовки насыпного материала на просторной площадке, лишенной зеленых насаждений, беседки, забора или других препятствий. Технология предполагает наличие автомобиля, с помощью которого и осуществляется уплотнение песка щебня.
• Слой гравия распределяется по всей поверхности лопатой или граблями. Затем садимся за руль и начинаем методично ездить по подготовленной площадке в различных направлениях (вдоль, поперек и по диагонали) пока не получим требуемый результат.
• Если в процессе образуется колея, то на данном участке подсыпается щебенка, поэтому немного материала необходимо оставить под засыпку. Далее трамбовка продолжается вышеуказанным методом. Конечно, такой способ ручным не назовешь, но все же уплотнение производится собственными силами без привлечения строительных бригад или приобретения спецоборудования.
• Контроль уплотнения щебня важен при любых строительных работах, осуществлять его для галочки и тем более пренебрегать им не стоит. Это придает надежности и стабильности постройкам или дорожному покрытию, а также обеспечивает безопасность при эксплуатации.
• По окончанию работ определение уплотнения щебня производится специальным прибором.

• Заранее следует провести анализ грунта, уровень пролегания грунтовых вод. Именно от данной информации зависит качество работ. В противном случае даже при самом эффективно проведенном уплотнении нельзя быть уверенным, что в дальнейшем не произойдет проседание, которое, в свою очередь, повлечет непредсказуемые последствия.

Прежде чем приступать к застройке различных зданий и сооружений, необходимо провести ряд обязательных расчетов, чтобы готовую постройку можно было эксплуатировать долгий период. Необходимо определиться с материалами, используемыми для закладки основы сооружения. Их качественные характеристики напрямую зависят от метода из производства. Одним из основных строительных материалов , часто используемых в строительстве, считается щебень . Как определить коэффициент уплотнения щебня 20 40?

Применение

Производят щебень благодаря карьерным разработкам. Путем дробилки крупных горных пород на мелкие составляющие. Размер гранул в щебне может варьироваться от мелких 5 15 мм до крупных 120 150 мм.

Применение:

• при закладке основы;

• при прокладке дорожных полотен , крупных автомобильных трасс или железнодорожных путей;

Большинство строителей отдают предпочтение гранитному щебню, за счет ряда плюсов:

• высокая устойчивость к морозам;
• поглощение влаги материалом весьма низкое;
• прочность материала.

Подбирая фракцию щебня, стоит учитывать для каких целей он будет использован.

Более подробно о гранитном щебне 20 40 смотрите на видео:

Виды

В строительных работах используются различные виды щебня. Все они делятся на несколько видов:

• щебень, производимый из гранитных залежей;

• каменная щебенка или гравийная производится из каменного материала;

• известняковый щебень;

• щебень вторичной переработки.

У каждого вида есть свои особенности и сферы для применения. Первое чем они отличаются друг от друга – это качество, чем оно выше, тем больше стоимость щебня.

Вторичный продукт является наиболее дешевым из-за способа его производства. Его делают из старых кусков отслужившего или асфальта, а также осколков кирпичей.

Высоким по цене и соответственно качеству считается гранитный щебень. Поэтому для строительства высотных зданий и прокладки железнодорожных путей используют в основном его.

Да и в любом строительстве, где главным аспектом является качество, применяют именно этот вид щебня.

Что такое коэффициент уплотнения щебня при трамбовке

Данный коэффициент является безразмерной величиной, которая указывает на степень утрамбовки, а следовательно, и снижения визуального объема щебня за время привозки или в период строительных работ.

Значение этого параметра зависит от материала, из которого изготовлен щебень, и варьируется в значении от 1,05 – 1,52. Если брать в пример гранитную щебенку, то показатель в среднем составляет 1,1.

Помимо фактического объема и степени уплотнения учтите еще и внешние факторы вроде температуры и влажность воздуха и почвы.

Зачем нужен показатель уплотнения?

Так для чего необходимо учитывать коэффициент уплотнения щебня? Данный параметр применяется:

• при расчете количества необходимого материала;
• при расчете усадки в период постройки .

Если знать коэффициент уплотнения щебня 20 40, можно посчитать . Для этого нужно имеющийся объем любого объекта для хранения или транспортировки , будь то состав вагона или кузов машины, умножить на и коэффициент уплотнения.

Стоит помнить, что уровень уплотнения материала зависит от размера гранул щебня. Если взять и 5 20, то будет значительно меньше, чем п .

Проводить расчеты необходимо на месте застройки.

От чего зависит показатель уплотнения?

На уплотнение щебеночного материала влияет дополнительных показателей. Которые в первую очередь учитывают данные характеристики щебня.

• фракционные данные;
• материал, из которого был изготовлен щебень.

Так как суть коэффициента уплотнения – это снижение объема материала во время трамбования, то и его показатель изменяется за счет следующих факторов:

• каким способом щебень загружается в транспорт, здесь имеет значение высота;
• какой транспорт используется при перевозке щебня. Расстояние также имеет значение, ведь за время перевозки щебень постепенно оседает, чем уменьшает свой объем;
• размера гранул щебня и процентное содержание более мелких фракций в приобретенном щебне;
• на коэффициент влияет также и гранул. Так, к примеру, камни игольчатой формы оседают гораздо меньше, чем кубовидные гранулы.

Чем точнее определен коэффициент уплотнения щебня, тем выше прочность будущей постройки.

Проблема большинства строителей в недостаточном опыте или откровенной халтуре. По нормативам строительства каждый слой щебня необходимо укатывать и замерять параметры отдельно.

Но некоторые строители не выполняют этого и трамбуют лишь верхний слой щебня. Последствием такой некомпетентности станет постепенная осадка уже готового здания, что повлечет образование трещин в конструкции и постепенному ее разрушению.

Еще один серьезный момент при проведении расчета утрамбовки, это измерить , где сжатие происходит без расширения бокового типа, а ограничителем являются стенки, не позволяющие ей расползтись.

Показатель уплотнения

Во время перевозки

Сложно точно определить степень утрамбовки щебня во время приобретения материала, так как стандартного значения нет. Сам поставщик может указать его в документах сопровождаемых товар, но обязательного его внесения не требуется.

Разумеется, при приобретении и перевозке больших объемов товара, часто выявляется серьезная разница в объеме между погрузкой и получении щебня на склад.

Песок по праву является самым распространенным и популярным строительным материалом благодаря своим прекрасным свойствам и качествам. узнаете, сколько весит куб песка.

Цемент представляет собой минеральный материал, который при соединении с водой становится сначала пластичным, а потом и очень твердым. плотность цемента М400.

В настоящее время наиболее популярным отечественным производителем плиточного клея является ГК Юнис. Перейдя по ознакомитесь с техническими характеристиками данного продукта.

Для таких случаев в договор, о поставке заключаемый между поставщиком и строительной компанией, вносится дополнительный пункт, где прописан поправочный коэффициент, на который ссылаются в пункте приема товара.

Согласно Госту поправочный показатель не может быть выше 1,1. Поэтому поставщики учитывают это при погрузке и делают небольшой запас, чтобы товар не вернули обратно.

Измеряют привезенный щебень в момент доставки, пока его не выгрузили. Причина тому заказ производится не в тоннах, а кубометрах. Как только транспорт пришел на строй площадку, груженный кузов замеряется рулеткой изнутри.

Так вычисляется объем привезенного щебня, а после его умножают на коэффициент 1,1. Таким образом

На строительной площадке

Естественная трамбовка щебня значительно отличается от механической, которую проводят на строительной площадке. Поэтому коэффициент уплотнения щебня 20 40 может достигать параметра в 1,52. А рабочим, которые будут производить работы, требуется знать показания уплотнения наверняка.

Необходимое цифровое значение указывается в строительном проекте. Но если не обозначена конкретная цифра, то используется приблизительное значение.

Так для фракций с параметром 5 20, 20 40 показатель не устанавливается. Потому что эти виды щебня чаще всего используют для расклинцовки несущего слоя наверху, где применяются зерна .

Лабораторный показатель

Самыми точными считаются лабораторные замеры, потому что для их вычислений используются различные способы трамбовки. А проверка осуществляется при использовании разных приспособлений.

Вот некоторые из часто используемых методов:

• объемозамещение согласно ГОСТу 28514 – 90;
• послойное уплотнение щебня согласно стандарту ГоСТ 22733 – 2002

Применяются быстрые варианты исчислений плотномера:

• статического типа;
• водобаллонный;
• динамического вида.

Результаты предоставляются в течение четырех дней, может раньше. Это зависит от конкретного исследования. Стоимость стандартной пробы обойдется в 2500 рублей, а всего их понадобится, как минимум пять.

Использование экспресс-методов помогают получить данные в течение дня, но стоимость, разумеется, выше.

При этом потребуется проба с десяти мест, и каждая обойдется в 3000 рублей. Подобные исследования необходимы при застройке крупных объектов, для соблюдения всех формальностей и документального заключения.

Во время домашнего строительства

Самому дома можно определить значение. Это очень удобно и нет необходимости вызывать специалистов, ведь это довольно дорого. Прежде всего потенциальному строителю следует точно знать насыпную выбранного материала. Она обычно указывается в документации, которую вы можете попросить у поставщика.

Стоит помнить, что на показатель влияет состав щебня и количество посторонних примесей, а еще размер гранул.

Когда вам известна насыпная плотность, можно переходить к расчету коэффициента уплотнения. Для этого укатайте щебень до того состояния, которое вам необходимо при постройке.

Затем проведите замеры рулеткой. После чего применяется следующая формула:

Коэффициент уплотнения = масса щебня / на объем.

В итоге вы получаете две разные величины плотности до трамбования материала и после.

Как правильно определять коэффициент уплотнения щебня фракции 20 40

Для точного проведения замеров потребуется лабораторное исследование. Потому что с применением специального оборудования повышается достоверность полученных данных.

Чтобы определить уровень уплотнения в исследуемый участок вводится специальный наконечник и по тому, насколько наконечник вошел в плотный щебень, а также каково было удельное сопротивление и определяется уровень уплотнения щебня.

Коэффициент зависит от того с каким материалом проводить исследования. Наконечником может служить обычный конус или усеченный. То, насколько отклонилась стрелка индикатора во время деформации кольца и зависит показатель коэффициента уплотнения щебня.

Сложности в определении показателя плотности щебенки особой нет. Для этого плотномер обязательно следует держать вертикально. Затем погрузить наконечник с силой в плотную смесь.

После этого прибор извлекается, и все показания записываются в специальный журнал. Для каждого выбранного места нужно погружать плотномер как минимум 5 раз. Расстояние между точками должно быть до 15 сантиметров.

После этого все показания сравниваются между собой и выводится среднее показание. В документации к плотномеру находится специальный график, благодаря ему и определяется коэффициент уплотнения щебня.

Заключение

Щебень на сегодняшний день стал незаменимым материалом в строительных работах. Его использование помогает добиться более качественного результата, особенно это касается постройки монолитных высотных зданий.

За счет разумного применения разных видов гравийного щебня повышается долговечность, и снижается масса итоговой постройки. Это несомненный плюс, особенно если планируется строительство небоскребов. Конечно, прежде чем приобретать щебеночный материал, следует определиться с тем, для чего он будет использован.

Ведь каждый вид щебня обладает своими характеристиками, а главное стоимостью. Также у разновидностей щебня есть свой показатель коэффициента уплотнения. Его обязательно следует учитывать при проектировании будущего строения.

Коэффициентом уплотнения называется безразмерное число, показывающее степень уменьшения наружного объема сыпучего зернистого строительного материала при его перевозке транспортом или трамбовке. Используется применительно к песчано-гравийным смесям, песку, щебню, грунту.

Каждый вид щебня имеет свою маркировку, указанную в принятом стандарте (ГОСТ 8267-93). В нем же описаны методы определения коэффициента уплотнения. Производители должны указать данный параметр в маркировке щебня того или иного вида. Степень уплотнения определяется также специалистами экспериментальным путем. Результаты могут быть получены в течение 3-х дней. Величину уплотнения щебня измеряют и экспресс методами. Для этого используются статические и динамические плотномеры. Расходы на измерение значения коэффициента в лабораторных условиях значительно ниже, чем прямо на стройплощадке.

Для чего нужно знать значение коэффициента уплотнения?

Знание точного значения Ку (коэффициента уплотнения щебня) требуется для определения: а) массы закупаемого строительного материала; б) степени дальнейшей усадки щебня в строительных работах. В обоих случаях нельзя допускать погрешностей.

Массу щебня (в кг)можно вычислить перемножив значения 3-х величин:

• объема заполнения (в м3);
• удельного веса (в кг/м3);
• коэффициента уплотнения (в большинстве случаев колеблется в пределах от 1,1 до 1,3).

Специалисты пользуются таблицами средней массы щебня в зависимости от фракции. Так, например, в 1 м3 щебня умещается 1500 кг фракции 0-5 мм и 1470 кг – фракции 40-70 мм .

Работ с сыпучими материалами связана и с такой величиной, как насыпная плотность. Ее учет обязателен в процессе расклинцовки, укладки щебня, расчета состава бетона. Ее значение определяется опытным путем с помощью специальных сосудов (объем до 50 л). Для этого, разность масс пустого и наполненного щебнем сосуда, делится на объем самого сосуда.

Расклинцовка — плотная укладка щебеночного основания с помощью зерен различных фракций. Суть технологии –заполнение больших пустот между крупными зернами мелкими кусками.

Трамбовка – одно из обязательных условий упрочения основания дорог или фундаментных оснований зданий. Проводится с помощью специальной техники (механический каток, виброплита) или ручной трамбовки. Качество уплотнения контролируется специальным прибором. Величину уплотнения (трамбовки) можно определить несколькими методами. В частности, методом динамического зондирования.

Коэффициент уплотнения также используется при расчете необходимого количества сыпучих материалов для планировки участка щебнем. Пусть толщина укладки – 20 см. Какое количество отсева нам нужно для 1 м2 участка? Умножив объем участка на удельный вес (1500 кг/м3) и на коэффициент уплотнения (1,3), получим 390 кг.

Следует помнить, что различные фракции щебня обладают разным коэффициентом уплотнения. Этот параметр приобретает большое значение при выполнении проектировочных работ на основе щебня.

Основные характеристики и области применения щебня

Щебень – зернистый строительный материал. В природе образуется в результате выветривания горных пород. Встречается в виде скоплений (рыхлых и слабо сцементированных). Или получается путем механического дробления пород и камней на куски. Для его производства используются и мягкие нерудные горные породы (гравий, валуны, известняк). Щебень обладает рядом физических свойств (прочность, насыпная плотность, радиоактивность и другие). Его, в зависимости от породы материала, подразделяют на несколько видов: гранитный, гравийный, известняковый, шлаковый и вторичный.

Гранитный, производится дроблением гранита (затвердевшая магма). Технологический процесс получения гранитного щебня включает 3 стадии:

• из монолитных скал путем взрыва образуются глыбы;
• глыбы проходят дробление на специальных машинах;
• образовавшиеся куски просеиваются на фракции.Выделяют следующие виды гранитного щебня в зависимости от максимальных размеров частиц.
• Отсев, размеры частиц до 5 мм , находит применение в качестве декоративного отделочного материала, для отсыпки дачных дорожек, спортивных площадок и других целей.
• Мелкая, состоит из двух фракций (5-10 и 10-20 мм) . Очень ценный материал в строительстве. Используется в производстве бетона, укладке мостовых и дорожных полотен.
• Средняя (20-40 мм) .
• Крупная (40-70 мм) .
• Сверхкрупная . Сюда можно отнести куски размерами 7-120 и 120-150 мм . Выпускается по согласованию изготовителя с потребителем.

Гравийный, можно получить посредством просеивания карьерных пород или путем дробления природного камня. По прочности он уступает гранитному щебню. Однако, обладает некоторыми преимуществами: низкой радиоактивностью и ценой. Существует в виде колотого щебня (природного либо дробленного) и округлых камушек (гравий).

Известняковый, производится из осадочной горной породы (известняка), путем его дробления. Находит широкое применение в строительно- монтажных работах (дорожное строительство, изготовление железобетонных изделий).

Шлаковый, производится из металлургических шлаков и шлаковых расплавов. Используется для производства шлакобетона.

Вторичный, образуется из строительного мусора (бетон, кирпичи, асфальт). По некоторым параметрам уступает щебням из горных пород, но находит широкое применение во многих строительных работах.

Щебень - это распространенный строительный материал, который получается при помощи дробления горной твердой породы. Добывается сырье путем проведения взрывных работ во время карьерных разработок. Порода дробится на соответствующие фракции. При этом значение имеет специальный коэффициент уплотнения щебня.

Гранитный является самым распространенным, так как морозоустойчивость его высокая, а водопоглощение низкое, что так важно для любой строительной конструкции. Истираемость и прочность гранитного щебня соответствует стандартам. Среди основных фракций щебня можно отметить: 5-15 мм, 5-20 мм, 5-40 мм, 20-40 мм, 40-70 мм. Наиболее популярным является щебень фракции 5-20 мм, он может использоваться для ведения различных работ:

• сооружение фундаментов;
• изготовление балластных слоев трасс и железнодорожных путей;
• добавка в строительные смеси.

Уплотнение щебня зависит от многих показателей, в том числе и от его характеристик. Необходимо учитывать:

1. Средняя плотность составляет 1,4-3 г/см³ (когда высчитывается уплотнение, этот параметр берется одним из основных).
2. Лещадность определяет уровень плоскости материала.
3. Весь материал проходит сортировку по фракциям.
4. Устойчивость к морозам.
5. Уровень радиоактивности. Для всех работ можно использовать щебень 1-го класса, а вот 2-й класс можно применять только для дорожных.

На основании таких характеристик принимается решение, какой именно материал подходит для определенного типа работ.

Виды щебня и технические характеристики

Щебень для строительства может использоваться различный. Производители предлагаются разные его виды, свойства которых отличаются друг от друга. Сегодня по типу сырья щебень принято разделять на 4 большие группы:

• гравийный;
• гранитный;
• доломитовый, т.е. известняковый;
• вторичный.

Для изготовления гранитного материала используется соответствующая порода. Это нерудный материал, который получают из твердой породы. Гранит - застывшая магма, обладающая большой твердостью, обработка его затруднительная. Щебень данного вида изготавливается согласно ГОСТу 8267-93. Самым популярным является щебень, имеющий фракцию 5/20 мм, так как его можно применять для разнообразных работ, включая изготовление фундаментов, дорог, площадок и прочего.

Гравийный щебень представляет собой строительный сыпучий материал, который получается при дроблении каменистой скалы либо породы в карьерах. Прочность материала не такая высокая, как у гранитного щебня, но зато стоимость его ниже, как и радиационный фон. Сегодня принято различать два типа гравия:

• дробленая разновидность щебня;
• гравий речного и морского происхождения.

По фракции гравий классифицируется на 4 большие группы: 3/10, 5/40, 5/20, 20/40 мм. Используется материал для приготовления различных строительных смесей в качестве наполнителя, он считается незаменимым при замешивании бетона, строительстве фундаментов, дорожек.

Известняковый щебень изготавливается из горной осадочной породы. Как понятно из названия, сырьем выступает известняк. Основная составляющая - карбонат кальция, стоимость материала одна из самых низких.

Фракции этого щебня разделяются на 3 большие группы: 20/40, 5/20, 40/70 мм.

Применим он для стекольной промышленности, при изготовлении небольших железобетонных конструкций, в приготовлении цемента.

Вторичный щебень имеет самую низкую стоимость. Делают его из строительного мусора, например, асфальта, бетона, кирпича.

Преимущество щебня - низкая стоимость, но по основным характеристикам он сильно уступает остальным трем видам, поэтому применяется редко и только в тех случаях, когда прочность большого значения не имеет.

Вернуться к оглавлению

Коэффициент уплотнения: назначение

Коэффициент уплотнения - это специальное нормативное число, определяемое СНиП и ГОСТ. Такое значение показывает, во сколько раз щебень можно уплотнять, т.е. уменьшать его наружный объем при трамбовке или перевозке. Значение обычно составляет 1,05-1,52. Согласно существующим нормативам, коэффициент уплотнения может быть следующим:

• песчано-гравийная смесь - 1,2;
• строительный песок - 1,15;
• керамзит - 1,15;
• щебень гравийный - 1,1;
• грунт - 1,1 (1,4).

Пример определения коэффициента уплотнения щебня или гравия можно привести следующий:

1. Можно допустить, что плотность массы составляет 1,95 г/см³, после того как было проведено уплотнение, значение стало равно 1,88 г/см³.
2. Для определения значения надо разделить фактический уровень плотности на максимальный, что даст коэффициент уплотнения щебня 1,88/1,95=0,96.

При этом необходимо учесть, что в проектных данных обычно указывается не степень уплотнения, а так называемая плотность скелета, т.е. во время расчетов надо учитывать и уровень влажности, прочие параметры строительной смеси.

Для устройства щебеночных слоев (оснований и покрытий) выполняют следующие работы: вывозку щебня для нижнего слоя и распределение его самоходными распределителями (как исключение может быть допущено распределение щебня бульдозером или автогрейдерами); уплотнение щебня с одновременной поливкой водой; вывозку щебня для верхнего слоя и его распределение; уплотнение щебня с поливкой водой; вывозку щебня для расклинки и его распределение навесными распределителями с разметанием механическими щетками; уплотнение с поливкой водой; вывозку щебня для окончательной расклинки покрытий, его распределение и окончательное уплотнение с поливкой.
В нижних и средних слоях щебеночных оснований применяют щебень фракций 40-70 и 70-420 мм; в верхних слоях оснований и покрытиях - 40-70 мм; для расклинки - 5-10, 10-20 и 20- 40 мм.
Для оснований, укладываемых по способу «заклинки», применяют фракционированный щебень естественных горных пород, щебень из горнорудных отходов и малоактивный щебень из шлаков черной металлургии. Используют также литой шлаковый щебень химической промышленности (фосфорный), содержащий в преобладающем количестве окислы кальция (CaO) и кремнезема (SiO2), содержание окислов (Аl2O3, FeO, MnO, MgO) ниже, чем в шлаках черной металлургии. Отличительной особенностью этих шлаков является наличие соединений CaF2 и P2O5. Прочность щебня должна соответствовать действующим СНиПам.
Требования по прочности и морозостойкости стандартных (до 70 мм) и крупных (70-120 мм) фракций щебня из естественных горных пород и из шлаков для оснований в зависимости от категории автомобильных дорог и климатических условий указаны в табл. 50.

Вывозку и распределение щебня производят с учетом коэффициента уплотнения 1,25-1,30. Максимальная толщина уплотненного слоя не должна превышать 18-20 см.
Для распределения щебня можно использовать самоходные щебнеукладчики двух типов: I - для укладки щебеночных или гравийных слоев на песчаном слое (укладчик загружается автомобилями-самосвалами, перемещающимися по обочине); II- для укладки щебеночных или гравийных слоев на твёрдом основании (материал загружается со стороны основания).
Щебень из автомобиля-самосвала обычно поступает в бункер распределителя щебнеукладчика, выход из которого регулируется заслонками. Толщина разравниваемого слоя регулируется разравнивающим брусом, а ширина фиксируется боковыми ограничителями. Выровненный слой щебня (гравия) уплотняется виброплитами с установленными на них вибраторами.
При песчаном основании и отсутствии самоходных распределителей щебень можно разгружать у края уплотненного щебеночного слоя и далее передвигать на него бульдозером. В корыте щебень разравнивают автогрейдером или бульдозером.
При укатке щебня в корыте необходимо создание надежного бокового упора, для чего по краям корыта до россыпи щебня выкладывают ленту из бортовых камней или ставят вдоль кромок проезжей части на ребро временные упорные доски толщиной 5-6 см. Бортовые ленты или доски со стороны обочин присыпают грунтом с тщательной трамбовкой.
Уплотнение щебня - наиболее ответственная часть работы по устройству щебеночного слоя. В процессе уплотнения происходят перемещение, сближение и взаимное заклинивание щебенок, причем возникают значительные вертикальные и горизонтальные усилия. Уплотнение производится моторными катками с металлическими вальцами, катками на пневматических шинах, виброкатками и виброплитами. Весь цикл уплотнения может быть разбит на три периода: осадка щебня, уплотнение, создание плотной поверхностной корки.
Первый период характеризуется обжимкой россыпи, перемещением отдельных щебенок, продолжающимся до тех пор, пока они не займут наиболее устойчивого положения. Этот период характеризуется наличием главным образом остаточных деформаций, которые к концу периода значительно уменьшаются.
Второй период характеризуется полным сближением и взаимным заклиниванием щебенок с заполнением зазоров обломившимися частицами; в результате этого процесса получается жесткий устойчивый скелет с ноздреватой (пористой) поверхностью. К концу второго периода остаточная деформация практически должна отсутствовать.
В третий период должно быть достигнуто образование плотной корки в верхней части слоя путем расклинивания его поверхности мелким щебнем.
Для получения плотного и прочного щебеночного слоя очень важно обеспечить правильный режим поливки водой при уплотнении. Первоначальное уплотнение щебня обычных размеров не требует поливки водой, так как в рыхлой россыпи отдельные щебенки сравнительно легко распределяются и взаимно перемещаются. В первый период поливка водой производится лишь при уплотнении щебня низкопрочных пород размером более 70 мм. Когда первоначальная осадка слоя будет достигнута, для дальнейшего уплотнения требуется преодоление трения между щебенками. Вода в этом случае облегчает уплотнение, а частично идет также на образование цементирующего теста из мелочи, получающейся от облома кромок щебня. В период формирования плотной поверхностной корки цементирующее тесто из высевок может прилипать к вальцам катка и способствовать выдиранию щебенок из покрытия, поэтому поливку на последней стадии формирования покрытия прекращают. В среднем требуется 15-25 л воды на 1 м2 во второй период и около 10-12 л на 1 м2 покрытия в третий период укатки.
Поливка водой производится непосредственно перед уплотнением из автоцистерн, снабженных системой распределения. При недостатке воды удлиняется время уплотнения, а при избытке может переувлажниться подстилающий слой.
Уплотнение начинают легкими катками от краев к середине покрытия. Уплотнение щебня катками с металлическими вальцами начинают от обочин за три-четыре прохода по одному следу с последующим приближением проходов катков к оси дороги, перекрывая предыдущие следы на 1/3 ширины и уменьшая число проходов по оси дороги до одного. Достигнув оси, каток вновь переходит на край и движется от края к оси.
Легким катком укатывают до тех пор, пока он не будет оставлять заметный след. Затем уплотнение продолжают более тяжелыми катками с обязательной поливкой водой для уменьшения трения при взаимном заклинивании щебенок. В случае образования просадок необходимо немедленно выровнять их подсыпкой свежего щебня.
При укатке верхнего слоя первыми проходами уплотняют участок, осью которого является бордюр (край россыпи) с частичными захватами обочин, которые отсыпаются из устойчивых грунтов в процессе устройства основания послойно и на всю ширину Благодаря этому создается упор, предотвращающий расползание щебня во время укатки. Последующими проходами каток, попеременно переходя с одной стороны на другую, приближается от краев к середине.
Уплотнение щебня во втором периоде требует наибольшего числа проходов катка по одному следу, причем очень важно установить момент окончания укатки, так как переуплотнение может привести к округлению и дроблению щебенок и к расстройству укатанного слоя,
Перед третьим периодом укатки для заполнения пустот в верхнем слое щебеночного скелета по поверхности распределяют щебень для расклинивания навесными распределителями из расчета 1,5-2 м3 на 100 м2 покрытия в зависимости от крупности щебня. Признаками окончания уплотнения верхнего слоя во втором и третьем периодах служат: отсутствие следа - осадки от прохода 12-тонного катка, неподвижность щебенок, исчезновение волны, раздавливание щебенки, брошенной под каток.
При устройстве щебеночных покрытий требуется еще рассыпка каменной мелочи (1 м3 на 100 м2 покрытия) с разметанием ее по поверхности и укаткой тяжелым катком. Перед укаткой клинца и каменной мелочи покрытие поливают водой.
Количество проходов катка по одному следу зависит от качества щебня и ориентировочно составляет для первого периода уплотнения - 3-6; второго - 10-35; третьего - 10-15 проходов. В каждом конкретном случае количество проходов должно определяться опытным уплотнением участка.
При уплотнении щебеночного покрытия необходимо периодически проверять продольный и поперечный профили. В случае образования во время укатки отдельных неровностей и волн щебень в этих местах необходимо разрыхлить и излишек его переместить в пониженные места или же выровнять просадки щебнем такой же крупности с последующей укаткой легкими катками.
По окончании укатки верхний слой должен быть ровным и однородным; тяжелый каток на таком слое не оставляет никакого следа. Ровность покрытия целесообразно контролировать передвижной двухопорной складной рейкой ПKP-5 конструкции Союздорнии.
Для получения ровной поверхности основания смеси следует укладывать специальными укладочными машинами или автогрейдерами со следящей системой.
Высотная ровность слоев дорожных конструкций достигается применением следящих систем обеспечения ровности: стабилизирующих (по грейдерной схеме ДС-515), следящих (Д-699, Д-700), программных.
Основой стабилизирующих систем является принцип обеспечения зазора, не более допустимого, под рейкой определенной длины. Эффективным средством уменьшения амплитуды неровностей спланированной поверхности и расширения диапазона выравниваемых длин волн может служить длиннобазовый планировщик ДС-515, выполненный по грейдерной схеме с уменьшенным отношением величины расстояния от оси задней опоры до рабочего органа к базе планировщика.
Следящие системы, устанавливаемые на укладчиках и автогрейдерах, обеспечивают получение заданной ровности благодаря перемещению рабочего органа в соответствии с изменением вертикальных отметок реального эталонного продольного профиля, называемого копиром.
В качестве копира могут быть использованы: уплотненное и спрофилированное основание или смежная полоса покрытия; жесткий металлический копир из реек длиной 1,5-4,0 м; натягиваемая вдоль покрытия проволока или трос с опорами, устанавливаемыми через 5-15 м; луч (световой, лазерный и т. д.) с расстановкой источников излучения через 10-400 м в зависимости от продольного профиля дороги.
Отечественной промышленностью выпускаются асфальтоукладчики Д-699, Д-700, бетоноукладчик ДС-510 со следящей системой, а также системы. «Профиль-1» и «Профиль-2» к автогрейдеру.
Программные системы задают вертикальные отметки поверхности основания или покрытия посредством соответствующей установки рабочего органа, причем управляющей величиной программной системой является программа или запись команд изменения положения рабочего органа.
Момент окончания укатки можно точно установить при помощи динамометра Я. А. Калужского. Этот прибор устанавливается на моторном катке и фиксирует величину коэффициента сопротивления перекатыванию (отношение силы тяги к массе катка). После исчезновения остаточных деформаций величина коэффициента становится минимальной и стабилизируется. Это показывает, что дальнейшее уплотнение данным катком нецелесообразно.
Большое значение для эффективности укатки имеет скорость движения катка. Особенно осторожно следует укатывать вначале, при значительной волне перед вальцами катка. При этом скорость не должна превышать 1,5-2,0 км/ч (для катков с металлическими вальцами).
При выборе типов катков нужно учитывать не только период укатки, но и прочность укатываемого каменного материала. Для низкопрочных каменных материалов следует применять более легкие катки (табл. 51).

При работе на трехвальцовых двухосных катках следует иметь в виду, что они уплотняют в основном задними вальцами, дающими большую величину давления, и поэтому проходы катка необходимо учитывать по полосам, соответствующим ширине этих вальцов.
При невозможности достигнуть требуемого уплотнения (или необходимости открыть движение по щебеночному основанию) могут быть проведены следующие мероприятия: расклинка основания мелким щебнем или песком, обработанным в установках органическими вяжущими; розлив битума или дегтя (2-3 кг/м2) перед россыпью щебня или распределение влажной смеси цемента с песком (1:4) из расчета 7-10 кг цемента на 1 м2; замена расклинивающего мелкого щебня другим, обладающим хорошими цементирующими свойствами (известняковым); замена сильно окатанного щебня острогранным.
Щебень, щебеночно-песчаные или цементо-песчаные смеси для расклинки распределяют навесными распределителями из расчета 2-3 м3 на 100 м2 основания в зависимости от крупности и уплотняемости щебня.
В первые 10-15 дней эксплуатации щебеночного покрытия необходимо организовать уход за его формированием: исправлять частичные мелкие повреждения и наметать разбрасываемую мелочь. На рис. 43 показана технологическая схема устройства щебеночного слоя.
Дорожные основания из крупного щебня. Щебеночные материалы с максимальным размером до 120 мм применяют для устройства нижних щебеночных слоев, куски высотой около 16 см соответствующей формы можно в некоторых случаях применять для устройства пакеляжных оснований или мостовых.

Устройство оснований из крупного щебня низкопрочных известняков и песчаников имеет вид особенностей. Требуется тщательное ведение производства работ, обеспечивающее чистоту щебня и минимальную его дробимость при перемещении, планировке и, главное, при уплотнении. Очень крупный щебень целесообразно завозить в кучи, размещаемые перпендикулярно оси дороги. Щебень разравнивают и планируют бульдозером или автогрейдером, оборудованным специальным отвалом. При движении вперед отвал перемещает щебень в необходимое место, а затем после установки его на заданную высоту обратным ходом этот слой выравнивает. Бульдозеры следует применять малой или средней мощности (желательно на пневматических шинах), так как тяжелые машины размельчают щебень и вдавливают его в песчаный слой.
При проектной толщине до 20 см основания целесообразно устраивать в один слой из щебня размером 40-120 мм, а для расклинки использовать щебень размером 25-40 мм. При толщине основания свыше 20 см его устраивают в два слоя, причем для нижнего слоя применяют щебень размером 70-120 мм.
Ввиду того что бульдозер выполняет только грубое разравнивание, для получения требуемого профиля на слой крупного щебня целесообразно укладывать щебень фракций 40-70 или 25--70 мм; Этот щебень можно разравнивать автогрейдером.
Если поверхность основания получается слишком пористой, можно применять щебень крупностью 15-25 мм. Этот щебень распределяют прицепными щебнеукладчикамн. Россыпь каждой фракции необходимо уплотнять.
Для уплотнения слоев из низкопрочного щебня следует применять машины, не разрушающие щебенок (плоскостные вибромашины, самоходные катки на пневматических нишах). При уплотнении крупного щебня низкой прочности усилия, требуемые для перемещения щебня, превосходят усилия, которые затрачиваются на обламывание кромок.
Этим можно объяснить значительную дробимость щебня уже в первый период уплотнения. Для уменьшения дробимости крупный щебень необходимо поливать водой с самого начала уплотнения. Количество воды должно быть такое, чтобы не вызывать сильного ослабления и измельчения щебня. При виброуплотнении щебень должен быть сухим.
Технологическая схема устройства оснований из крупного щебня на дренирующем песчаном слое состоит из следующих операций.
- вывозки автомобилями-самосвалами щебня фракций 70-120 мм и разгрузки его в кучи на краю россыпи; разравнивания щебня бульдозерами;
- уплотнения щебня катками на пневматических шинах (с поливкой водой) или вибрационными машинами (без поливки);
- вывозки автомобилями-самосвалами щебня крупностью 40-70 мм и распределения его самоходными щебнераспределителями;
- уплотнения щебня легкими катками на пневматических шинах (с поливкой водой) или вибрационными машинами (без поливки), вывозки автомобилями-самосвалами и распределения прицепными распределителями щебня крупностью 15-40 или 25-40 мм в случае пористой поверхности;
- уплотнения щебня легкими катками на пневматических шинах (с поливкой водой) или плоскостными вибрационными машинами (без поливки).
Приведенная технологическая схема может видоизменяться в зависимости от толщины основания, крупности и класса щебня, наличия уплотняющих средств и распределителей щебня.