Щебень из гранита фракции 5-20 мм

Удельный вес и плотность щебня фракций 5-20, 20-40 и 40-70

Щебень – это строительный камень, получаемый в результате измельчения горных пород, а также из пемз, кирпичей, отходов металлургического производства. От технических характеристик щебня зависит качество получаемого бетона, его марка и др. параметры, при этом очень важную роль играют удельный вес или насыпная плотность щебня.

От чего зависит плотность гранитного щебня?

Что такое плотность вещества известно из школьного курса физики – это отношение массы вещества к его объёму. Плотность гранита составляет 2600 кг/м3, однако, представленная ниже таблица плотности щебня основных фракций даёт иные показатели;

Таблица 1. Плотность (удельный вес) различных фракций щебня

Материал	фракция, мм	Удельный вес, т/ м3
Отсев	0-5	1,41
Щебеночная смесь	0-70	1,52
Щебень	5-10	1,38
5-20	1,35
5-25	1,38
20-40	1,35
25-60	1,37
40-70	1,35

Как видите, плотность щебня фракции 20-40 составляет 1,35 т/м3 или 1350 кг/м3 – почти в два раза меньше чем плотность гранита в недробленом состоянии. Столь большая разница образуется за счет воздушных прослоек, из-за чего собственно и введен показатель насыпной плотности. Большую роль играет фракция дробления – чем она мельче, чем выше показатель удельного веса. Поэтому плотность щебня 20-40, из-за меньшего количества воздушных прослоек выше, чем плотность щебня 40-70, крупнофракционного строительного камня. Также следует учитывать, что, плотность гранитного щебня указывается в сухом состоянии. 

Что же касается термина «удельный вес» то, под ним часто подразумевается плотность вещества, хотя, с точки зрения физики это разные понятия. Удельный вес – это отношение веса к объёму вещества. Из-за того, что на поверхности Земли вес практически равен массе, то и удельный вес равен плотности.  Соответственно удельный вес щебня 10-20 составляет 1,35 т/м3, т. е. 1350 кг в одном кубическом метре.

Есть и другие параметры, влияющие на насыпную плотность гранитного щебня:

• Вид и, соответственно, плотность породы из которого добывается щебень. Зависит от места добычи.
• Условия  хранения щебня.
• Форма или лещадность щебня.
• Процент водопоглощения.
• Влажность материала.

К примеру, в сухом состоянии  удельный вес щебня 20-40 по таблицам составляет 1,35 т/м3. При водопоглощении 0,5% его вес, соответственно, увеличится на данный показатель.

Значительно влияет и рельефность зерен щебня, его лещадность. Наиболее высокий показатель уплотнения имеют зерна кубовидной формы, содержащие до 15% игловатых и пластинчатых зерен. При большом содержании игольчатых и пластинчатых зерен плотность уменьшается. Такой щебень имеет наиболее высокую просадку и водопоглощение,  требует особых условий при хранении и транспортировке.

Важность показателя насыпной плотности щебня

При производстве бетона существует зависимость – чем выше насыпная плотность или, к примеру, удельный вес щебня фракции 20-40, тем меньше используется цемента. Параметр насыпной плотности важен для транспортировки и хранения – определения грузоподъёмности транспорта и вместительности склада. От точности информации зависят параметры полученного бетона, характеристики строительных конструкций, транспортные расходы. 

Для получения точного значения насыпной плотности проводятся лабораторные измерения. Так, например, чтобы определить удельный вес щебня 40-70 данным материалом заполняется определенная мера объёма, как правило, бочка объёмом до 50 литров. Взвешивание производится пустой и заполненной тары, разница показаний делится на объём. Полученный результат отражается в сертификатах сопровождающих  материал. 

Плотность определяет и после измельчения и высушивания единицы материала, что исключает наличие пустот. Так определяется реальная плотность щебня и его пористость. Например, если удельный вес щебня 5-20 составляет 1300 кг/м3, то полученный по данной методике результат будет составлять порядка 2500 кг/м3. 

Можно и самостоятельно определить примерную насыпную плотность щебня, для чего необходима любая емкость, объём которой либо хорошо известен, либо легко определяется путем умножения длины на ширину и на высоту. Далее, как и в лаборатории, тара взвешивается пустой и заполненной материалом, полученная разница составляет чистый вес щебня. Полученный результат необходимо разделить на объем, и вы узнаете примерный удельный вес материала. Более точный результат дают только лабораторные исследования.

№8. Самые популярные виды щебня (по происхождению)

Мы уже упоминали, что щебень может иметь разное происхождение, отчего зависят его эксплуатационные качества. На сегодня самыми популярными являются такие виды щебня:

• гранитный щебень – самый прочный и универсальный. Его получают из горных пород магматического происхождения, в состав которых могут входить кристаллы полевого шпата, слюды и кварца. В зависимости от преобладания тех или иных минералов цвет такого щебня может быть серым, розовым или даже красноватым. Гранитный щебень очень прочный (М1400-М1600), морозостойкий (F300-F400), отличается низкой лещадностью, но может иметь повышенный радиоактивный фон, поэтому при его покупке обязательно следует смотреть сертификаты. Гранитный щебень – лучший по всем параметрам, поэтому и цена на него соответствующая, но все равно он чаще всего используется в строительстве. Он применяется при производстве ЖБИ, бетона, создании фундаментов, строительстве дорог всех типов, возведении ответственных объектов, мостов, аэродромов и т.д. Выделяют фракции от 5-10 мм до 150-300 мм;
• гравийный щебень получают путем взрывной разработки каменных скал и просеивания карьерной породы. Форма частичек может быть обтекаемой и краеугольной, цвет – преимущественно серый, но могут встречаться элементы с зеленоватым, белым и бежевым оттенком. По основным показателем гравийный щебень уступает гранитному, но все же его свойства позволяют использовать материал при возведении ответственных объектов. Максимальная прочность – М1200, он обладает неплохой морозостойкостью и низким радиоактивным фоном. Так как карьеров по его добыче немало, а сам процесс не такой трудоемкий, как в случае с гранитом, то и цена на гравийный щебень существенно ниже. Фракцию в 5-20 мм применяют при производстве тротуарной плитки, 5-40 мм – для производства некоторых ЖБИ, 20-40 мм – для производства бетона и отсыпки дорог;
• кварцитовый щебень получают из скальных пород, основа которых – минерал кварц. По прочности такой щебень практически не уступает гранитному, обладает незначительным радиоактивным фоном и может похвастаться прекрасным внешним видом, поэтому его часто используют при проведении декоративных работ;
• известняковый щебень получают из осадочных пород. Он обладает наименьшей прочностью среди всех видов щебня горного происхождения. Цвет белый, может иметь оттенки желтого, бурого и серого. Главное преимущество – низкая цена. За счет невысоких эксплуатационных качеств использовать известняковый щебень можно только при возведении неответственных сооружений, например, малоэтажных построек и дорог с небольшой нагрузкой, а также при производстве простейших ЖБИ. Также его используют для изготовления минеральных удобрений, портландцемента и т.д.;
• вторичный щебень получают путем переработки строительного мусора, в т.ч. кирпича, бетона, асфальта и т.д. Процесс производства остается таким же, как и при получении первичного щебня, за исключением сырья. Главное преимущество такого щебня – цена, но по основным показателям он уступает гранитному аналогу, впрочем, есть сферы, где максимально прочный и морозостойкий щебень и не требуется. Максимальная прочность соответствует примерно М800, морозостойкость – F Вторичный щебень используют при строительстве дорог с небольшой нагрузкой, как крупный заполнитель для бетона, а также для укрепления слабых грунтов;
• шлаковый щебень получают путем переработки металлургических шлаков. В итоге выходит материал с частицами размером 5-120 мм. Используется при производстве цементных бетонов и для укрепления оснований в дорожном строительстве.

Как видим, для любых целей использования можно найти щебень с подходящими свойствами и максимально выгодной ценой. Главное, при покупке ознакомиться с документацией.

Статья написана для сайта remstroiblog.ru.

Ускоренное определение истинной плотности щебня

При использовании этого метода значение, которое известно как истинная плотность породы и зерен щебня, определяется вычислениями общей массы предварительно измельченного и после этого высушенного материала. В этом случае, чтобы точно определить все параметры, используется предназначенный для этого прибор Ле Шателье. Потребуется следующее оборудование и материалы:

• прибор Ле Шателье,
• весы лабораторные ГОСТ 24104 или настольные циферблатные по ГОСТ 29329,
• для взвешивания: фарфоровая чашка ГОСТ 9147 или стаканчик 25336,
• эксикатор ГОСТ 25336,
• сушильный шкаф,
• серная кислота ГОСТ 2184,
• хлористый кальций (хлорид кальция безводный) ГОСТ 450,
• сито, размер отверстий 5 мм, ГОСТ 6613,
• металлическая щетка.

Схема прибора Ле Шателье.

Хорошо измельченный щебень, подготовленный аналогично предыдущему способу определения, высыпают в чашку из фарфора или лабораторный стакан, предназначенный специально для взвешивания. Там ее высушивают до достижения ею значения постоянной массы, по достижении этого параметра охлаждают материал до значения, близкого к значению комнатной температуры, при помощи эксикатора. Охлаждение можно проводить над серной концентрированной кислотой или безводным хлоридом кальция. Из высушенного порошка отбираются две навески, по 50 г общим весом каждая.

Для начала прибор заполняется водой до достижения уровня самой нижней из имеющихся отметки, определить этот уровень можно при помощи нижнего мениска. После этого внутрь приборов через воронку в каждый помещают подготовленную навеску малыми порциями. Насыпать продолжают до момента, когда уровень находящейся внутри воды с разметки самого нижнего деления под действием измельченного щебня уйдет вверх до 20 мл либо любого выбранного деления, которое находится в верхней части шкалы. Чтобы удалить по возможности лишний скопившийся воздух, в процессе прибор слегка встряхивают.

Определяют искомую плотность материала в этом случае путем взвешивания той части взятого щебня, что не вошла внутрь. Расхождение между двумя результатами при итоговых вычислениях не должно быть больше чем 0,02 г/м³. Если расхождение получилось больше, производят дополнительно третье определение, чтобы затем принять в расчет 2 ближайших друг другу значения.

После этого в качестве результата принимается среднее арифметическое 2 наиболее близких значений. В том случае если возникает необходимость определить плотность щебня или гравия, который представляет собой смесь фракций, значение по каждой фракции определяется отдельно.

Показатели плотности и вес щебня фракции 5-20 мм

Щебень фр. 5-20 востребован в частном и промышленном строительстве, такой размер фракций оптимален при приготовлении бетонов и ж/б, заливке стяжек и фундаментов, засыпке дорог. На его остальные рабочие характеристики (прочность, морозостойкость, удельный вес, лещадность) влияют сырье и способ изготовления, они обязательно учитываются при приобретении и замесе раствора. Особого внимания требует насыпная плотность – отношение массы к занимаемому объему, от этого показателя зависит точность пропорций и свойства приготавливаемых бетонов.

Значение и влияние характеристик

Правильно учесть объем пустот между зернами щебня довольно сложно, величина веса 1 м3 щебня или гравия в естественном и сухом состоянии в разы меньше его средней плотности. Причина очевидна – при измельчении полученные фракции имеют разную форму и плохо прилегают друг к другу, часть материала заменяет воздух. Для сравнения: сплошной кусок гранита имеет плотность не менее 2600 кг/м3, в раздробленном виде щебень весит не более 1470 кг при равном занимаемом объеме.

Знание точного веса необходимо при расчете вместительности помещений для хранения и грузоподъемности транспорта, его обязательно учитывают в процессе приготовления бетона. При использовании щебня 5-20 с высоким значением насыпной плотности сокращается расход цемента и повышаются эксплуатационные характеристики раствора. Как следствие, эту величину учитывают наряду с маркой прочности.

Точные замеры этого показателя проводятся в лаборатории с помощью специальных бочек, взвешиваемых до и после заполнения. Именно его производитель указывает при продаже. Для его определения своими силами (при отсутствии сертификата) подбирается емкость, объем которой легко рассчитать и находится масса щебня 5-20 (вес тары отнимается). Искомую величину получают путем деления и используют при подборе пропорций остальных компонентов. Пористость и реальную плотность найти в домашних условиях невозможно, при необходимости их учета отталкиваются от справочных данных или результатов лабораторных испытаний изготовителя.

Сколько весит куб щебня фракции 5-20 разных видов?

Масса дробленных материалов зависит прежде всего от типа сырья. При равном размере фракций 1 м3 мягкого туфа весит почти вдвое меньше твердых и высокопрочных горных пород. Средний вес гранитного щебня составляет 1,37 т на 1 м3, известняка – 1,3. Более наглядно взаимосвязь между основой и насыпной плотностью отражена в таблице:

Вид щебня	Удельный вес (насыпной), кг/м3
Гравий	1300-1600
Гранитный	1300-1470
Габбро-диабаз	1450-1580
Доломит (известняк)	1200-1300
Туф	800
Вторичный щебень	1200-3000
Шлаковый	1200-1500

Для каждой разновидности существует оптимальная сфера применения: известняк в пределах 5-20 мм относится к мелкому помолу и используется при изготовлении извести, штучных малогабаритных ЖБИ, замесе облицовочных смесей. Гранит с таким зерном практически универсален, по характеристикам он подходит для бетонов любых сортов, включая промышленные. Приведенный диапазон будет актуален при использовании щебенки в сухом состоянии, при равном размере фракций он может меняться в зависимости от места добычи и формы.

Важным фактором является лещадность, именно она определяет границы указанного в таблице диапазона. Эта характеристика напрямую влияет на объем воздуха между фракциями, и как следствие – на насыпную плотность материала. Разница между весом 1 м3 щебня кубовидной и игольчатой формы 5-20 мм достигает 20%, это сказывается на его просадке и сорбирующих свойствах. Первую разновидность используют при изготовлении тяжелых марок бетона и заливке конструкций, испытывающих значительные весовые и механические нагрузки. Вторую относят к низкосортным, при равном размере фракций щебень с высоким содержанием зерен неправильной формы при засыпке в строительные растворы требует больше цемента, в противном случае качество сцепления наполнителя будет низким.

Точное значение плотности и насыпной массы обязательно указывается производителем в прилагаемой документации. Но оно может измениться при транспортировке или хранении в неподходящих условиях (при наборе влажности). Процент водопоглощения у каждой породы свой, он напрямую связан с пористостью, лещадностью (зерна игольчатой и неправильной формы накапливают больше влаги, чем кубовидной) и шероховатостью, в среднем любая щебенка фр. 5-20 мм увеличит свой вес на 10-15 % при длительном нахождении в помещении с повышенной влажностью (не говоря уже о хранении под открытым небом и промокании под дождем).