| Щебень. Его применение в дорожном строительстве, производстве бетонов и ЖБИ |
|
|
Характеристика щебняЩебень - неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью свыше 5 мм, получаемый дроблением горных пород, гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд (черных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности и последующим рассевом продуктов дробления. Щебень по происхождению горных пород делиться на три основные группы:
Изверженные горные породы образовались из расплавленной магмы, поднявшейся из глубин Земли и отвердевшей при остывании. Различные условия охлаждения магмы привели к образованию изверженных (глубинные) и эффузивных (излившиеся) пород с различным строением и свойствами. Глубинные (интрузивные) образовывались под значительным давлением верхних слоев, остывали медленно и сравнительно равномерно. Такие условия были благоприятны для кристаллизации минералов, составляющих горную породу. В связи с этим глубинные породы массивны, плотны и состоят из тесно сросшихся более или менее крупных кристаллов; они обладают большой плотностью, высокими прочностью на сжатие и морозостойкостью, малым водопоглощением и большой теплопроводностью. Глубинные породы имеют зернистое кристаллическое строение, называемое еще гранитным — от названия наиболее распространенного представителя этих пород — гранита. Излившиеся (эффузивные) образовались на поверхности земли при отсутствии давления и при быстром охлаждении магмы. Некоторая часть магмы, излившаяся на поверхность, уже содержала кристаллы отдельных минералов. Поэтому в большинстве случаев излившиеся породы состоят из отдельных хорошо сформированных кристаллов, вкрапленных в основную скрытокристаллическую массу; такое строение называют порфировым по аналогии с широко распространенными среди этой группы пород порфирами. В тех случаях, когда излившиеся породы застывали мощным слоем, их строение было сходно с глубинными породами. Если же слой был сравнительно тонок, то охлаждение происходило быстро и масса их оказывалась стекловатой, а верхние слои излившейся лавы становились пористыми вследствие энергичного выделения газов из магмы при уменьшении давления. Обломочные породы образовались при быстром охлаждении раздробленной, выбрасываемой при извержении вулканов лавы (пемза, вулканический пепел). Часть обломочных пород (вулканического пепла) подверглась цементированию, образуя вулканические туфы. Осадочные горные породы называют вторичными, поскольку они образовались в результате разрушения изверженных пород или из продуктов жизнедеятельности растений и животных организмов. Один из способов формирования этих горных пород – химические осадки, образующиеся в процессе высыхания озер и заливов. В результате в осадок выпадают различные соединения, которые со временем превращаются в травертин, доломит. Общая особенность этих пород – пористость, трещиноватость, растворяемость в воде. К обломочным осадочным породам относятся сцементированные отложения (песчаники, брекчии, конгломераты) и рыхлые (пески, глины, гравий и щебень). Сцементированные отложения образовались из рыхлых. Например, песчаник – из кварцевого песка с известковым цементом, брекчия – из сцементированного щебня, а конгломерат – из гальки. Еще известны породы органического происхождения – известняки и мел. Они образуются в результате жизнедеятельности животных организмов и растений. Безошибочно можно считать породу осадочной, если она сыпучая, горючая или содержит окаменелости. К осадочным породам относят известняки и доломиты, если они не раскристаллизованы, осадочные соли, а также отложения продуктов вулканических извержений. Осадочными являются все слоистые породы. Если породы состоят из обломков, то обычно это более или менее скатанные зерна, связанные цементом. В природе осадочные породы образуют пласты и толщи. Метаморфические породы образовались путем превращения изверженных и осадочных горных пород в новый вид камня под воздействием высокой температуры, давления и химических процессов. Изменение пород могло произойти на сравнительно небольшом участке, на контакте холодных пород с горячей магмой (контактовый метаморфизм) или на большой площади под влиянием повышенных давления и температуры, а также благодаря перемещениям больших масс горных пород (региональный метаморфизм).Среди метаморфических пород различают массивные (зернистые), к которым относятся мрамор и кварциты, а также сланцеватые – гнейсы и сланцы. К метаморфическим породам, без сомнения, относятся так называемые сложные породы, а также все сланцеватые породы. Кроме того, к этой группе принадлежат породы с преобладанием в составе листоватых минералов (слюды, хлорит, тальк) или «очковые» породы. Метаморфические породы всегда крепкие и не имеют пор. Сланцеватые породы называют общим термином «кристаллические сланцы». В зависимости от исходных Пород их разделяют на ортосланцы, возникшие из изверженных пород, и парасланцы, образовавшиеся из осадочных пород. Так, например, ортогнейс возник при изменении гранита, а парагнейс - при изменении глинистых осадочных пород.
Щебень для дорожного строительства Устройство оснований и покрытий из щебеня (гравия) методом заклинки Щебень для щебеночных покрытий и оснований, устраиваемых методом заклинки, должен соответствовать ГОСТ 8267-93, ГОСТ 3344-83. В качестве расклинивающей фракции допускается применение щебеночно-гравийно-песчаных (далее ЩГПС) смесей № 7, 8 и 9 по ГОСТ 25607-94. Марки по прочности и морозостойкости щебня должны соответствовать требованиям табл.1. Прочность расклинивающего материала может быть на марку ниже основного. В щебне из изверженных и метаморфических пород марок 800 и выше и осадочных пород марок 600 и выше для щебеночных покрытий дорог IV, V категорий содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм не должно превышать 15% по массе, а для оснований дорог I-III категорий – 35%. Таблица 1
Расход расклинивающих фракций щебня указан в таблице 2. Таблица 2
Примечание. При устройстве оснований из щебня фракции 40-70 мм методом заклинки допускается применять одноразовую расклинку смесью щебеночных и песчано-щебеночных фракций 5-20, 0-20, 0-10 мм, а при применении щебня 70-120 мм –использовать фракции 5-40 мм. Расход смесей должен соответствовать суммарным требованиям данной таблицы. Устройство оснований и покрытий из плотных смесей При устройстве покрытий и оснований из плотных смесей применяемые материалы должны отвечать требованиям ГОСТ 25607-94 и ГОСТ 3344-83, номер смеси в соответствии с требованиями проектной документацией. Марки по прочности и морозостойкости щебня и гравия, входящих в состав смесей, должны соответствовать требованиям табл.3. Таблица 3
В щебне из изверженных и метаморфических пород марок 800 и выше и осадочных пород марок 600 и выше для щебеночных покрытий дорог IV, V категорий содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм не должно превышать 15% по массе, а для оснований дорог I-III категорий - 35%. Устройство оснований и покрытий из щебеночных (гравийных) материалов, обработанных органическими вяжущими в установке («чёрный» щебень) Для приготовления «чёрного» щебня следует применять щебень, полученный дроблением горных пород, щебень из гравия, щебень из металлургических шлаков устойчивой структуры, гравий, отвечающие требованиям ГОСТ 8267-93, ГОСТ 3344-83 и требованиям настоящего раздела. Марка щебня (гравия) должна соответствовать табл. 4 Таблица 4
Щебень из гравия должен содержать дробленых зерен (по массе) не менее 80%. При устройстве оснований способом пропитки или из «черного» щебня содержание этих зерен в щебне не должно быть более 35%. Пылевидных, глинистых и илистых частиц должно быть:
Устройство оснований и покрытий из смесей на основе органических вяжущих (асфальтобетонных смесей, органоминеральных смесей, щебёночно-мастичных асфальтобетонных смесей, открытых битумно-минеральных и полимерасфальтобетонных) Для приготовления смесей следует применять щебень, полученный дроблением горных пород, щебень из гравия, щебень из металлургических шлаков устойчивой структуры, гравий, отвечающие требованиям ГОСТ 8267-93, ГОСТ 3344-83 и требованиям нормативных документов. Щебень из гравия должен содержать дробленых зерен (по массе) не менее 80%. Пылевидных, глинистых и илистых частиц (по массе), определяемых методом отмучивания, должно быть:
Требования к щебню для приготовления асфальтобетонных смесей приведён в табл. 5. При строительстве и капитальном ремонте автомобильных дорог I-II технических категорий в верхних слоях покрытий необходимо применять смеси, в составе которых используются щебень, свойства которого соответствуют значениям, указанным в скобках. Таблица 5
Щебень для слоёв износа автомобильных дорогЩебень для слоёв износа должен быть из трудношлифуемых прочных горных пород в соответствии с требованиями табл. 6. Допускается использование соответствующих отходов горнорудного производства. Форма зёрен щебня должна быть как можно ближе к кубической, чтобы обеспечить устойчивое положение на поверхности; окатанная форма зёрен не имеет стабильного положения. Таблица 6
Щебень для устройства шероховатых покрытий должен по зерновому составу отвечать требованиям ГОСТ 8267. Требования к зерновому составу представлены в табл. 7. Таблица 7
Примечание: * - допускают на дорогах III и IV категорий, если используется полимербитумное вяжущее или эмульсия с латексом Массовая доля в щебне слабых и выветрелых зёрен должна быть не более 5%, а зерен пластинчатой формы – не более 10%. Массовая доля в щебне пылевато-глинистых частиц, определяемых отмучиванием, не должна превышать 1%; содержание глины в виде комков и посторонних засоряющих примесей не допускается. По морозостойкости щебень для шероховатых покрытий должен иметь марку не менее F 50. Для приготовления литых эмульсионно-минеральных смесей по типу «Сларри Сил» (далее ЛЭМС) должен использоваться прочный щебень в соответствии с табл. 6, морозостойкостью не ниже F 50 и песок из отсевов дробления, соответствующий ГОСТ 8736-93. Также может использоваться щебеночно-песчаная смесь С13 по ГОСТ 25607-94 после отделения частиц крупнее 10 мм. В зависимости от гранулометрического состава используемых материалов ЛЭМС подразделяют на два типа в соответствии с требованиями, изложенными в табл. 8. Таблица 8
Щебень для бетонов и ЖБИ В качестве крупных заполнителей для тяжелых бетонов используют щебень и гравий из плотных горных пород по ГОСТ 8267, щебень из доменных и ферросплавных шлаков черной металлургии и никелевых и медеплавильных шлаков цветной металлургии по ГОСТ 5578, а также щебень из шлаков ТЭЦ по ГОСТ 26644. Щебень в зависимости от предъявляемых к бетону требований выбирают по следующим показателям: зерновому составу и наибольшей крупности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, вредных примесей, форме зерен, прочности, содержанию зерен слабых пород, петрографическому составу и радиационно-гигиенической характеристике. Перечень фракций в зависимости от наибольшей крупности зерен заполнителя указан в табл. 4. Таблица 4
Примечание. Применение фракции заполнителя с крупностью зерен от 3 до 10 мм допускается в случае использования в качестве мелкого заполнителя песков с модулем крупности не более 2,5. Допускается применение щебня в виде смеси двух смежных фракций, отвечающих требованиям табл.4. Содержание отдельных фракций в крупном заполнителе в составе бетона должно соответствовать указанному в табл.5. Таблица 5
Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебне из гравия и в гравии не должно превышать для бетонов всех классов 1% по массе. Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать для бетонов класса В22,5 и выше - 2% по массе; класса В20 и ниже - 3% по массе. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в щебне не должно превышать 35% по массе. Марка щебня из изверженных пород должна быть не ниже 800, щебня из метаморфических пород - не ниже 600 и осадочных пород - не ниже 300, гравия и щебня из гравия - не ниже 600. Марка щебня из природного камня должна быть не ниже:
Допускается применять щебень из осадочных карбонатных пород марки 400 для бетона класса В22,5, если содержание в нем зерен слабых пород не превышает 5%. Марки гравия и щебня из гравия должны быть не ниже:
Содержание зерен слабых пород в щебне из природного камня не должно превышать %, по массе:
Содержание зерен слабых пород в гравии и щебне из гравия не должно превышать 10% по массе для бетонов всех классов. Морозостойкость крупных заполнителей должна быть не ниже нормированной марки бетона по морозостойкости. Допустимое содержание пород и минералов, отнесенных к вредным примесям в заполнителях:
Заполнители для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований При наибольшей крупности зерен заполнителя, равной 80 мм, допускается по согласованию изготовителя с потребителем поставка смеси фракций размером от 5 до 40 мм. Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать, % по массе:
Марки щебня, гравия и щебня из гравия должны быть не ниже указанных в табл.6. Таблица 6
Щебень и гравий, кроме марок по прочности, указанных в табл. 6, должны иметь марки по износу в полочном барабане не ниже указанных в табл.7. Таблица 7
Содержание в щебне зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы для бетона дорожных и аэродромных однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий не должно превышать 25% по массе. Морозостойкость щебня и гравия должна быть не ниже требований, указанных в табл.8. Таблица 8
Песок из отсевов дробления и обогащенный песок из отсевов дробления для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований должны иметь марки по прочности исходной горной породы или гравия не ниже указанных в табл.9. Таблица 9
Заполнители для бетона транспортного строительстваСодержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать следующих значений, % по массе, для: 1 - бетона пролетных строений мостов, мостовых конструкций зоны переменного уровня воды, водопропускных труб, железобетонных шпал, опор контактной сети, линий связи и автоблокировки, опор ЛЭП; 2 - бетона монолитных опор мостов и фундаментов водопропускных труб, расположенных вне уровня зоны переменного уровня воды. Содержание в щебне зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы для бетонов железобетонных шпал опор ЛЭП, контактной сети, линий связи и автоблокировки не должно превышать 25% по массе. Для бетона мостовых конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды, конструкций мостового полотна пролетных строений мостов, а также водопропускных труб должен использоваться щебень марки 1000 и выше из изверженных пород, щебень марки 800 и выше из метаморфических и осадочных пород, щебень из гравия и гравий марки по дробимости не ниже 1000 - для бетона класса по прочности В30 и выше и 800 - для бетона класса по прочности до В22,5 включительно. Щебни, прочность которых при насыщении водой снижается более чем на 20% по сравнению с их прочностью в сухом состоянии, не допускается применять для бетона конструкций, расположенных в зоне переменного уровня воды и подводной зоне. Для бетона железобетонных шпал следует использовать щебень из изверженных пород марки не ниже 1200, метаморфических и осадочных пород марки не ниже 1000 и щебень из гравия марки по дробимости не ниже 1000. Содержание зерен слабых пород в щебне и гравии не должно превышать 5% по массе для бетонов конструкций мостов, расположенных в зоне переменного уровня воды, и бетонов водопропускных труб под насыпями. Применение гравия не допускается для бетонов:
Заполнители для бетонов гидротехнических сооружений Допускается при строительстве массивных гидротехнических сооружений применение щебня и гравия размером:
Для бетона гидротехнических сооружений содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне, щебне из гравия и в гравии (вне зависимости от вида породы) не должно превышать, %: 1 - для бетона зоны переменного уровня воды и надводной зоны; 2 - для подводной и внутренней зоны. Для бетона гидротехнических сооружений, эксплуатируемых в зоне переменного уровня воды, наличие в щебне глины в виде отдельных комков не допускается. Марки щебня из природного камня должны быть не ниже 600 для бетона класса по прочности В15 и ниже, 800 - для бетона класса по прочности от В20 до В30 включительно, 1200 - для бетона класса по прочности выше В30. Марки по дробимости гравия и щебня из гравия должны быть не ниже 800 для бетона класса по прочности В15 и ниже, 1000 - для бетона класса по прочности В20 и выше. Для бетона гидротехнических сооружений, к которому предъявляют требования по морозостойкости, кавитационной стойкости, следует использовать щебень из изверженных пород марки не ниже 1000. Для бетона гидротехнических сооружений зоны переменного уровня воды следует использовать щебень или гравий со средней плотностью зерен не ниже 2,5 г/см3 и водопоглощением не более, %:
Для бетона внутренней, подводной и надводной зон плотность зерен должна быть не ниже 2,3 г/см3 и водопоглощение не более, %:
Щебень и гравий для износостойкого гидротехнического бетона должны иметь марки по износу в полочном барабане не ниже:
Содержание зерен слабых пород в щебне и гравии для бетонов гидротехнических сооружений зоны переменного уровня воды не должно превышать 5% по массе. Морозостойкость щебня и гравия для бетона гидротехнических сооружений должна быть не ниже указанной в табл.10. Таблица 11
Для бетона гидротехнических сооружений с нормируемой морозостойкостью F300 и выше и бетона зоны переменного уровня применение гравия в качестве крупного заполнителя допускается только после проведения испытаний бетона на морозостойкость. Заполнители для бетона бетонных и железобетонных трубСодержание пылевидных и глинистых частиц в щебне для бетона железобетонных и бетонных труб на должно превышать 1% по массе. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в крупных заполнителях для бетонов безнапорных и напорных железобетонных труб не должно превышать 25% по массе. Для бетона напорных и низконапорных железобетонных труб следует применять щебень из природного камня марки не ниже 1000 и щебень из гравия марки не ниже Др8. Для бетона безнапорных труб следует применять щебень из изверженных пород марки не ниже 800, из осадочных и метаморфических пород - не ниже 600, щебень из гравия и гравий марки не ниже Др12.
Щебень для балластного слоя железнодорожного пути Щебень для балластного слоя железнодорожного пути выпускают в виде смеси фракций от 25 до 60 мм, качество должно соответствовать ГОСТ 7392-2002. Требования к щебню представлены в таблице 12.
вторичный щебень |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| « Пред. | След. » |
|---|
