Лещадность, как показатель качества щебня 

Щебень — это преимущественно искусственный материал, получаемый из природных компонентов. Для его изготовления размалывают глыбы, валуны и камни в дробильных установках с последующим рассеиванием дроблёнки по фракциям.

В некоторых карьерах щебень добывают без размалывания, он требует лишь рассеивания, поэтому стоит дешевле и пользуется большим спросом. Размалыванием получают щебень также из гравия, из отходов металлургических предприятий (шлак) и из строительных отходов (бетон, кирпич, камень). Эти виды щебня называют соответственно гравийным, шлаковым и вторичным.

Что такое лещадность щебня?

Это одна из важных характеристик щебня, от которой зависят прочность бетона и расход дорогостоящего связующего материала.

Лещадность — это наличие в щебне гранул пластинчатой и игловатой форм. К пластинчатым относят гранулы, длина которых более чем в три раза превышает ширину. К игловатым — те, длина которых более чем в три раза превышает толщину.

На что влияет лещадность щебня? Она отрицательно сказывается на прочностных характеристиках бетона:

1. Между лещадными зёрнами образуется много пустот, на заполнение которых требуется значительное количество дорогостоящего связующего — цемента.
2. Прочность бетона на сжатие определяется его скелетом, состоящим из опирающихся друг на друга крепких гранул. Цементно-песчаные промежутки намного слабее гранул (например, гранитных), поэтому лещадные зёрна ослабляют структуру бетона, предельные нагрузки могут приводить к его разрушению.

Характеристика щебня с учетом лещадности

Классификация основывается на процентном содержании зерен с формой, отличающейся от кубовидной. Согласно показателям лещадности виды щебня делятся на 5 групп

Остановимся подробнее на каждой из них: К 1-й группе относится кубовидный щебень. Содержание нежелательных элементов в нем — около 10%. Как правило, такие показатели присущи гранитному щебню качественной обработки. Этот материал считается идеальным вариантом для изготовления ЖБК и формирования верхнего слоя дорожного покрытия. Во 2-ю группу входит дробленый камень улучшенного качества. Содержание нежелательных зерен в нем — 10-15%. Данные параметры характерны для гранитного щебня. Щебень, с показателями лещадности, характерными для 1-й и 2-й групп, считается наиболее востребованным, так как его можно использовать практически в любых строительных работах. К 3-й группе относится обычный дробленый камень. Содержание элементов неправильной формы в нем составляет 15-25%. К 3-й группе лещадности может относится известняковый щебень. 4-я группа представлена щебнем с обычной обработкой, в котором содержится от 25 до 35% игловидных зерен.

Виды щебня, относящиеся к 3-й и 4-й группе, используются, преимущественно, в стекольной промышленности, а также для производства цемента. Щебень 3-й и 4-й групп лещадности не дает достаточного уровеня сцепления. По этой причине его нельзя использовать для производства строительных смесей и железобетонных элементов. Более того, при использовании такого щебня в качестве наполнителя он увеличивает расход бетона.

К 5-й группе относится строительный щебень с содержанием зерна неправильной формы в количестве 35-50%. Такой щебень считается материалом низкого сорта, поэтому используется не так часто, как другие виды. Ввиду низкой популярности и спроса такой щебень редко встречается на строительном рынке. В основном его применяют при возведении временных построек или формировании грунтовых дорог.

От чего зависит лещадность щебня?

От структуры материала и от технологии размалывания камня. Лещадность гранитного щебня имеет наиболее низкий показатель, поэтому он вместе с другими гранитоподобными породами чаще других используется при изготовлении прочных сортов бетона. К прочным породам относятся диабаз, диорит, порфирит, дацит, кварцит, базальт и другие.

Лещадность гравийного щебня выше, в этом плане он хуже гранитного.

Ещё выше лещадность известнякового щебня, поэтому для бетонирования ответственных сооружений он не применяется.

Технология размалывания также определяет процентное содержание лещадных зёрен. В дробильных установках со сдвигом и сжатием их образуется больше, чем в агрегатах с ударно-отражательным способом дробления. В последних содержание кубовидных зёрен значительно превышает число лещадных, однако такие установки стоят дороже — поэтому кубовидный щебень продаётся по более высоким ценам.

Как уменьшить лещадность щебня? Нужно в закупках предпочитать гранитный щебень с минимальной лещадностью, а в случае собственного производства обзавестись соответствующим станком. Практикуется также обогащение имеющегося щебня кубовидными фракциями.

Классификация щебня по лещадности

Наличие нестандартных элементов выражается в процентном соотношении, которое и определяет принадлежность сыпучего материала к тому или иному классу. Согласно ГОСТу 8267-93, принятому в третьей редакции, щебень делится на пять групп:

• Первая — кубовидная. Характеризуется показателем лещадности, который не превышает 10%.
• Вторая — улучшенная. Содержит от 10 и до 15% нестандартной формы щебня.
• Третья — обычная. Имеет в составе от 15 до 25% игловидных и пластинчатых частиц.
• Четвертая — стандартно обработанная. Число неформатной фракции доходит до 25-35%.
• Пятая — низкосортная. Демонстрирует самый высокий процент лещадности, который составляет порядка 25-50%.

Подобное разделение щебенки имеет первостепенное значение. Оно необходимо не только для характеристики физических и эксплуатационных свойств материала, но и целесообразности его применения при выполнении тех или иных строительных и ремонтных работ.

Характеристика лещадности щебня

ГОСТ 8267 устанавливает лещадность щебня по группам. Первая (I) — «кубовидная» — присваивается щебню, у которого эта характеристика не превышает 10 %. Показатель в 10-15 % характеризует II группу, она называется «улучшенной».

III группа — «обычная», лещадность в пределах 15-25 %. IV группа оценивает щебень с лещадностью 25-35 %. Самый низкосортный щебень, который идёт только на дорожные работы, относят к V группе. Показатель лещадности для неё — 35-50 %.

Испытание щебня на лещадность

Его проводят в лабораторных условиях, при этом используют точные весы и специальный штангенциркуль для измерения лещадности. Он имеет не одну, как обычно, а две системы «лапок», у которых соотношение «зевов раскрытия» при любом размере всегда составляет 1:3. Если гранула по длине проходит через широкий зев и не проходит по толщине (или ширине) через узкий — значит это кубовидный тип. Если она проходит через оба зева — это лещадное зерно.

Пробу щебня сортируют указанным образом вручную, затем взвешивают массу лещадных зёрен и вычисляют её процентное содержание в общей массе пробы. Это и будет искомое значение лещадности партии щебня.

Лещадность — важный показатель качества щебня и прочности бетона, из него изготавливаемого. При выполнении ответственных бетонных работ необходимо контролировать его значение до начала смешивания ингредиентов и принимать своевременное решение о применении или о запрете к использованию конкретной партии.

Свойства щебня: Лещадность

Вторая статья в нашем цикле публикаций о свойствах щебня посвящена такой характеристики, как лещадность. Сразу стоит сказать, что данный термин не имеет никакого отношения к виду рыбы семейства карповых, а происходит от слова лещадь, что означает плоская палочка или дощечка. Лещадность щебня – важнейшая характеристика, определяющая содержание элементов игловатой и приплюснутой формы в общей массе зерен продукта, выражающаяся в процентах. Исходя из процентного соотношения, материал в соответствии со стандартном подразделяют на несколько групп, которые мы опишем ниже, а пока поясним какое зерно следует называть лещадным. Итак, лещадным называется зерно, у которого длина больше ширины минимум в три раза (игловатое), либо длина больше толщины также минимум в три раза (пластинчатое).

Посмотрите как производят высококачественный кубовидный щебень

После прочтения информации выше, у начинающего специалиста справедливо родится вопрос: «Высокая лещадность – это хорошо или плохо?». Здесь, в отличии от показателя прочности щебня, описанном в предыдущей статье, ответ будет такой: «Чем меньше, тем лучше!». Дело в том, что высоколещадный щебень хуже поддается трамбовке, оставляя большие зазоры между зернами. Очевидно, что использовать такой продукт, например, в качестве заполнителя экономически не выгодно. Вдобавок, прочностные характеристики щебня меньшей лещадности лучше. К сожалению, в настоящее время невозможно добиться получения материала исключительно кубовидной формы, каким бы современным не было оборудование, используемое для дробления и грохочения, поэтому при классификации продукции допускается присутствие в общей массе зерен лешадной формы. Кстати, подробнее с процессом производства щебня Вы можете ознакомиться прочитав нашу статью.

Ниже приводится описание пяти групп по показателю лещадности в соответствии с ГОСТ 8267-93:

Не более 10 % зерен игловатой и пластинчатой формы. Это так называемый кубовидный щебень, наиболее хорошо обработанный в процессе дробления и грохочения. Подобными характеристиками обладает щебень гранитный. Прекрасно подходит для создания верхнего слоя покрытия дорог и при производстве железобетонных конструкций.
От 10 % до 15 %. Улучшенная группа, где зерна также имеют форму, близкую к кубовидной. Данные характеристики лещадности присущи щебню гравийному. Продукция этой группы походит практически для любых строительных целей.

От 15 % до 25 %. Материал с обычной лещадностью, средняя группа, к которой относится, например, щебень известняковый в силу своих природных особенностей. Качественные характеристики данной группы не такие высокие, как у предыдущих двух, поэтому использовать данный материал для создания железобетонных конструкций или при производстве бетона не выгодно.

От 25 % до 35 %. Материал с подобными показателями лещадности также попадает в среднюю группу, но находится на ее нижней границе. Качество продукта данной группы не позволяет использовать его во многих строительных сферах. Одно из основных применений он находит в стекольной промышленности.

От 35 % до 50 %. Низкокачественный щебень, спрос на который очень мал, хотя он стоит дешевле прочих групп в силу низкой стоимости его добычи и производства. Используется в большинстве случаев для строительства временных зданий и дорог.

Невозможно переоценить значение лещадности при производстве различных видов строительных работ. Использование низкокачественного продукта при создании автомобильных дорог с высокой нагрузкой, таких как шоссе или проспекты, существенно снизит срок эксплуатации покрытия, что приведет к прямым убыткам. И наоборот, экономически нецелесообразно использовать кубовидный щебень для строительства временных дорог и подъездов. Таким образом, важно внимательно изучить все группы лещадности, взвесить все за и против и только потом выбрать материал, наиболее подходящий под конкретный вид строительных работ.

Наша компания осуществляет продажу материала высокого качества, поэтому у нас Вы можете приобрести продукцию исключительно с низкой лещадностью. Мы предлагаем купить кубовидный щебень, цена которого существенно ниже, чем у конкурентов. В зависимости от Ваших требований, мы организуем доставку машинами или предложим забрать материал самовывозом. Мы ответственно подходим к выполнению своей работы с целью долгосрочного партнерства!

Щебень в постройке дорог.

Основным компонентом, который используется для прокладки, содержания и ремонта автодорог считается щебень. От его качественных показателей, в огромной степени, зависят их эксплуатационные параметры (коэффициент сцепления, ровность и пр.) и долговечность. В первую очередь это касается щебня, применяемого в наружном слое дорожной рубашки, который непосредственно воспринимает значительное воздействие от колес автотранспорта, находится под влиянием различных климатических факторов и противогололедных веществ.

Щебень, используемый для строительства автодорог, подразделяется на три группы:

а) щебень для изготовления основания дорожной одежды – любой, но в основном осадочной скальной и рыхлой горных пород, с размерами фракций 0-40, 0-70, 5-20, 20-40, 40-70 мм;

б) щебень нижнего слоя покрытия – метаморфической и изверженной горных пород с размерами фракций 5-20, 20- 40 мм;

в) щебень верхнего слоя дорожной одежды из асфальтобетонной смеси типа А и обработкой поверхности (изверженной и частично метаморфической горных пород с размером щебня от 5 до 20 мм) с лещадностью (содержанием зерен игловатой и пластинчатой формы) около 15% (1-я группа по ГОСТ 8267-93), который часто называют «кубовидным».

Щебень, используемый для изготовления бетона

Как крупная составляющая бетона щебень, образует жесткую структуру, увеличивая его модуль деформации и прочностные характеристики, уменьшая усадку, ползучесть повышает его долгостойкость, снижает расход цемента.

Песок, как мелкая составляющая – влияет на реологические свойства бетонной смеси – предельное напряжение сдвига, вязкость и на плотность бетона.

Форма зерна щебня существенно влияет на укладываемость бетона. Кроме того пустотность щебеня с большой лещадностью намного выше, чем у кубовидного щебеня. По различным исследовательским данным, объемно-насыпной вес щебня с содержанием зерна плоской и игловатой формы менее 15% ниже, чем у щебня с кубовидными зернами.

Объемно-насыпной вес щебня, полностью состоящего из зерен плоской или игловатой формы, на 9–10% ниже, чем у щебня с кубовидным зерном. Это обстоятельство увеличивает расход цемента. Поэтому, форме зерна крупной составляющей бетона уделяется серьезное внимание, хотя особого влияния на прочность она не оказывает.

В щебне для автодорожного бетона допустимо содержание зерен с лещадностью до 25%, для асфальтобетонов – до 15%, для основания дороги (необработанного) – до 25%.

Установлено, что существующее ограничение содержания в щебне зерен плоской и игловатой формы с отношением большего и меньшего размеров больше 3 не полностью характеризует форму зерен. Поэтому необычайно интересна методика, действующая в некоторых западных странах, для оценки формы зерна по «индексу формы», то есть по усредненному отношению размеров самого большого и самого малого зерен в пробе. Такая методика оценки дает представление о форме всех зерен в щебне.

По бельгийским стандартам щебень делится на 3 категории – обычный, недодробленный и передробленный кубовидной формы.

К щебню обычной категории почти не предъявляется требований по форме зерна (он может соответствовать щебню с зерном плоской и игловатой формы по нашему стандарту), но зато к щебню высших категорий требования по форме зерна предельно жесткие.

В ряде исследований отмечают негативную роль компонентов с высокой лещадностью, при применение которых снижается прочность и повышается расход цемента, а также ухудшается морозостойкость бетона. Таким образом, при бетонировании полотна автодороги минимизируется использование щебня с большой лещадностью, потому, что бетонные смеси с таким заполнителем становится неудобоукладываема, плохо уплотнима и в бетонной смеси появляются пустоты, борьба с которыми резко увеличивает расход цемента.

При проверке влияния наличия в щебне кусков лещадной формы на характеристики бетона в лаборатории ВНИИЖелезобетон был проведён ряд исследований. Испытывались образцы щебеня из естественных горных пород. Было установлено, что с увеличением в структуре щебня содержания зерен с большой лещадностью (до 50 и 100%), прочность бетона снижается и одновременно уменьшается его объемный вес, поэтому бетонная смесь недоуплотняется.

Негативное воздействие присутствия в щебне свыше 50% кусков лещадной формы обусловлено их черепицеобразной укладкой. При этом смежные куски пратически не скользят относительно друг друга, следовательно требуется увеличение мощности вибрационного оборудования.