Испытания щебня и гравия

Гравий и щебень – востребованные материалы, широко применяемые при строительстве объектов различного назначения. Однако физико-механические показатели партий одного и того же материала могут заметно различаться в зависимости от происхождения, поэтому сфера использования гравия и щебня во многом зависит от технических характеристик инертных материалов, определенных опытным путем для конкретной партии. Действующий ГОСТ 8269.0-97 регламентирует правила испытаний гравия и щебня с целью определения их механических характеристик и методику таких испытаний.

Сфера применения инертных материалов

Основная сфера использования щебня и гравия – различные виды строительства, в частности они широко применяются:

• в строительных работах для устройства подсыпок, фундаментных подушек, донных фильтров и дренажных систем, обратных засыпок и расклинцовки грунта;
• в дорожном строительстве для отсыпки автомобильных дорог и подушек под них, устройства основания железных дорог и путей движения рельсового транспорта, башенных и козловых кранов;
• при благоустройстве для отсыпки дорожек, устройстве парковок, тротуаров, заполнении габионов;
• в ландшафтном строительстве – для создания клумб, отделки фонтанов и альпийских горок, декоративных водоемов;
• в гидротехническом строительстве для отсыпки береговой линии, устройстве набережных, пляжей, дамб;
• при производстве строительных материалов – для изготовления бетонной смеси, асфальтобетона, тротуарной плитки.

Для каждой сферы необходим материал, обладающий определенными свойствами и параметрами, поэтому каждая партия инертных материалов сопровождается паспортом, где поставщик указывает все необходимые показатели материала.

Определение плотности щебня и гравия

Существующий технический регламент выделяет для гравия и щебня плотность трех видов:

• истинную – вес единичного объема щебня или гравия, измельченного до состояния песка и высушенного;
• среднюю – вес единичного объема зерен сыпучего материала. На среднюю плотность щебня влияют поры, пустоты, степень влажности материала;
• насыпную – вес некоторого объема инертного материала конкретной фракции, высушенный до стандартного значения – показывающая, какой вес щебня с пустотами и порами занимает объем 1 м³.

Насыпная плотность инертных материалов определяет порядок транспортировки, хранения и поставки, с учетом этой величины рассчитывается рецептура бетонной смеси определенного класса прочности. Определение каждой плотности производится своим способом.

Определение истинной плотности 

Истинная плотность определяется в следующем порядке: отбирается проба исследуемого материала массой от 1 до 5 кг (в зависимости от фракции), которая дробится до состояния порошка с зернами крупностью менее 0,125 мм. Далее пробу высушивают, ее температуру доводят до температуры окружающего помещения и выбирают две лабораторных навески. Каждую из них в лабораторном сосуде заливают водой, кипятят, после чего дополняют объем воды до стандартного объема и взвешивают. После этого очищают сосуд, заполняют его водой того же объема и тоже взвешивают. В заключение подставляют полученные данные в формулу, рассчитывают истинную плотность сыпучего материала, определяя ее как среднеарифметическое между результатами испытания двух навесок.

Определение средней плотности

При определения средней плотности щебня отбирают 5 образцов, величиной до 40 мм и весом до 2,5 кг. Образцы сушат, пропускают через сито с ячеей, размер которой соответствует фракции материала, а из не прошедших сито зерен отбирают 2 пробы по 1 кг, которые погружаются в воду с целью насыщения их влагой, после чего взвешивают в воде и в свободном состоянии.  Результаты измерений подставляют в формулу и получают величину средней плотности сыпучего материала, вычисляя ее, как среднеарифметическое, полученное в результате испытания пяти образцов.

Определение насыпной плотности

Насыпная плотность определяется посредством отбора исследуемого материала в количестве, потребном для исследования. Сыпучий материал засыпают во взвешенный предварительно металлический цилиндр емкостью от 5 до 50 л (емкость зависит от фракции) и взвешивают. Рассчитывают насыпную плотность щебня посредством деления массы испытанного в цилиндре инертного материала на объем этого цилиндра.

Определение других показателей щебня и гравия

Применение инертных материалов для различных сфер строительства предполагает наличие конкретных технических характеристик, регламентированных ГОСТ 8269.0-97. Для вычисления этих показателей, требуются исследования, позволяющие определить:

• зерновой состав материала, т.е. крупность зерен сыпучего материала, его фракцию;
• количество дробленых зерен с поверхностью, отколотой более чем на 50%;
• количество примесей – пыли и частиц глины, которые ухудшают свойств материала, снижай степень его адгезии, кроме этого, под воздействием влаги они разбухают, увеличиваясь в объеме;
• количество глины в комках, негативно сказывающееся на качестве щебня и бетона, изготовленного на его основе;
• количество лещадных и игловатых частиц, значительное количество которых снижает прочность щебня;
• степень дробимости зерен – характеризует прочность материала;
• количество зерен слабых пород;
• степень истираемости материала – характеристика щебня для дорожного строительства;
• степень сопротивляемости удару – возможность использования под динамическими нагрузками;
• морозостойкость – способность материала противостоять климатическим воздействиям;
• минерально-петрографический состав, характеризует устойчивость к воздействию химических реагентов;
• наличие органических примесей, которые могут сказаться на качестве бетона;
• величину водопоглощения – возможность использования в зонах с повышенной влажностью;
• степень влажности, влияющая на степень уплотнения щебня;
• предел прочности на сжатие – основная прочностная характеристика материала;
• реакционную способность – определение наличия в составе материала компонентов, не стойких к воздействию щелочей;
• устойчивость структуры материала к известковому, сульфидному, железистому, силикатному распаду.

Для щебня и гравия не обязательно определение всех характеристик, в зависимости от назначения требуется только определенное количество, позволяющее определить пригодность конкретной партии материала для нужд потребителя. Однако лаборатории строительных, дорожно-строительных предприятий, компаний – поставщиков инертных материалов должны иметь возможность выполнить испытания с целью получения характеристики, предусмотренной стандартами.

Кто испытает щебень и гравий

Для проведения всей номенклатуры исследований, необходимых для получения механических и физических характеристик инертных материалов требуется соответствующий набор лабораторного оборудования и персонал, хорошо знакомый с методикой проведения исследований по тому или иному методу. Поставщики и потребители инертных материалов, работающие в Москве и Московской области, могут обратиться за получением квалифицированного заключения по характеристикам материалов для бетона или дорожного полотна в столичную компанию «Инженер Эксперт», где смогут определить и насыпную плотность гравия и лещадность щебня, а также другие показатели.