Свойства и характеристики щебня вторичного использования

Производство сыпучих материалов

Щебенка из горных пород представлена тремя основными разновидностями — гранитной, гравийной и известняковой. Гранит обладает наибольшей прочностью и морозоустойчивостью, известняк применяется для создания малонагруженных конструкций. Процесс получения строительного материала предполагает подрыв монолитных скал с последующим дроблением получившихся осколков или разработку карьеров открытым способом. Горный гравий, применяемый для получения щебня, отличается от привычного большинству людей речного химическим составом и менее гладкой текстурой поверхности.

Шлаковый щебень создается на основе отходов промышленных или сталелитейных производств. Шлаки образуются при плавке сырья, обработке промежуточных продуктов или в процессе рафинирования жидких сплавов. Отходы содержат значительное количество оксидов кальция, магния, железа, цинка или алюминия. Состав итоговой смеси определяет плотность получаемого щебня, его физические свойства и экологические параметры.

Переработка вторичного щебня

Переработка бетона и прочих отходов производства строительства выполняется стационарно и мобильно. Многие компании предпочитают использовать второй, более экономный способ. Преимущество мобильной разборки ЖБИ и их рециклинг в отсутствии необходимости транспортировки некондиционных железобетонных конструкций и полученного в результате переработки пористого щебня.

Для стационарной переработки железобетона используются дробильно-сортировочные линии. В то время как дробильно-сортировочные комплексы и технологические линии используют мобильно для дробления бетонных конструкций. Еще одно очевидное преимущество использования мобильной переработки в том, что в большинстве случаев на месте демонтажа старого здания предполагается строительство нового. Строительное оборудование, которое способствует удешевлению производства материала, используемого для новостройки, значительно уменьшает расходы на строительство.

Что это такое

Шлак представляет собой вторичное сырье, находящее достаточно широкое применение в различных сферах. Отходы промышленного производства отличаются по составу и характеристикам, их стоимость намного ниже аналогов. Использование вторсырья обеспечивает безотходность производства. Из вторсырья изготавливают различную продукцию: минеральная вата, шлакоблоки, пемза, литье, щебень и многое другое.

Шлаковый щебень является достаточно востребованным строительным материалом, но некоторые характеристики ограничивают его использование. Щебень имеет искусственное происхождение, его не добывают из недр земли, он представляет собой отход промышленного производства, т.е. формируется в результате переработки металлов, некоторых химикатов, твердого топлива и т.д.

Щебень может иметь различные цвета и оттенки: от насыщенного черного до практически белого.

Этапы производства

Процедура производства вторичного щебня считается несложной, так как представлена процессом переработки. Она делится на последовательные этапы:

Как добывают вторичный щебень

• сбор и транспортировка строительного мусора, причем для этого надо контактировать с разными строительными компаниями, занимающихся возведением разнообразных сооружений и конструкций;
• оценка его пригодности для переработки, так как некоторые отходы не могут использоваться для этих целей ввиду полного отсутствия нужных параметров;
• остатки от асфальта, бетона или иных элементов измельчаются, для чего используется гидравлический молот или специальные ножницы;
• измельченные предметы перерабатываются в особом питателе;
• осуществляется их дробление в соответствующем оборудовании;
• выполнятся выборка всевозможных включений, причем наиболее часто встречается стекло и разные металлы, которые должны быть устранены перед применением сырья для разных целей;
• затем он сортируется в соответствии с разными фракциями, для чего используется грохот – особое сито, применяемое в промышленном производстве.

Если точно следовать ГОСТ в процессе получения данного материала, то будет получен качественный щебень, применимый для разных целей.

Описанная технология считается простой и не требующей существенных затрат. За счет использования вторичного материала можно значительно снизить стоимость разных строительных работ.

Особенно следует выделить вторичный бетонный щебень. Для его изготовления применяются разные отходы, возникающие в процессе заливки фундаментов или иных конструкций бетоном. Больше 75% отходов, возникающих от такого процесса, являются оптимальными для переработки и получения нового сырья.

Многие компании, занимающиеся строительной работой, формируют собственный полноценный производственный комплекс. После сноса любого сооружения, они вывозят различный мусор на завод, после чего осуществляется его переработка. Для этого применяется оптимальное навесное оборудование, а также учитываются правила, содержащиеся в ГОСТ.

Сферы и особенности применения

Щебень востребован в самых различных отраслях хозяйства.

Так, в строительном деле он выступает в форме наполнителя песчано-цементного раствора. В зависимости от пропорций компонентов его могут использовать при сооружении фундамента, для бутования столбов забора и оформления стяжки чернового пола. Материал применяется для обустройства щебеночного основания дорожного полотна.

В дачном озеленении щебёнка востребована при оформлении тропинок на даче, уплотнении субстрата между грядками. В зависимости от габаритов фракции она может использоваться при формировании оснований перед асфальтированием дорог и монтажа тротуарной плитки. В ландшафтном озеленении используют преимущественно щебень средней фракции: при применении мелкого камня расход материала в расчете на квадратный метр будет выше.

А вот для устройства детской площадки щебеночно-песчаная смесь не годится из-за высокого риска травматизма ребенка при падении.

В производственной сфере щебень используют при создании ЖБК и ЖБИ. Такой материал используется на предприятиях, занимающихся изготовлением бетона различных марок.

Достоинства и недостатки

Обработка щебня вяжущими веществами повышает показатели износостойкости и адгезии — возможность сцепления материалов с другими строительными составами. Также возможно отметить следующие достоинства применения смеси:

• способность выдерживать значительные внешние нагрузки;
• не создает трещины в слоях покрытия;
• хорошая сопротивляемость скольжению;
• стойкость к продольным сдвигам покрытия;
• способность к уплотнению;
• работы по укладке возможно выполнять в любое время года;
• продолжительный срок хранения.

В качестве недостатков возможно отметить водопроницаемость и прододолжительность выполнения работ по формированию покрытия, зависящие от погодных условий.

Уровень радиоактивности щебня

Радиоактивность – еще один важный показатель, зависящий от породы, из которой изготовлен щебень. Гранит, например, характеризуется повышенной радиоактивностью, а известняк и кварцит имеют пониженный радиоактивный фон.

Классы радиоактивности щебня

• 1 класс – материал, имеющий радиоактивность в пределах до 370 Бк/кг. Такой щебень подходит для строительства жилых помещений;
• 2 класс – материал с радиоактивностью до 740 Бк/кг. Используется для строительства дорог и производственных помещений;
• 3 класс – материал, радиоактивность которого превышает 740 Бк/кг. Такой щебень запрещено использовать в пределах населенных пунктов.

Радиоактивность щебенки указывается в документах на материал (соответствующих сертификатах и санитарно-эпидемиологических заключениях), поэтому при покупке не лишним будет удостовериться в его экологической чистоте.

Плотность и прочность щебня

Показатели плотности щебня зависят от его происхождения и могут колебаться от 1,2 до 3 г/см3. Прочность – показатель того, какие нагрузки способен выдержать щебень. В зависимости от марки прочности щебень делится на классы:

• М200 – самая слабая прочность, такой щебень используется при создании дренажей и отсыпки;
• М300-М600 – имеет слабую прочность, сферы применения такие же, как у М200;
• М600-М800 – средняя прочность, применяется при создании ненагруженных конструкций (например, стен);
• М800-М1200 – прочный щебень, который применяется для создания фундаментов, подпор, несущих стен, заборов и т.д.;
• М1200-М1400 – щебень высокой прочности, подходит для создания фундаментов многоэтажных зданий, мостовых опор и т.д.;
• М400-М1600 –щебень повышенной прочности используется крайне редко, лишь при создании наиболее ответственных конструкций.

Прочность щебня зависит от количества примесей слабых пород, входящих в его состав. Для того, чтобы определить этот показатель, проводят специальные испытания – на щебень создают дополнительное давление.

Согласно ГОСТ 8267-93 часть примесей слабых пород нормируются следующим образом:

• для щебня М1600 – не более 1%;
• для щебня М1000-М1400 – не более 5%;
• для щебня М400-М800 – не более 10%;
• для щебня М200-М300 – не более 15%.

Если содержание примесей низкой прочности в щебне составляет более 20%, то такой материал используют только для создания временных конструкций, отсыпки второстепенных дорог и т.д.

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.

Щебень — незаменимый материал, используемый в строительстве и декоре

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

Технологии и методы производства, состав

В качестве сырья для изготовления черной смеси используется не только щебень, но и горные минеральные породы, а также отсев их дробления. Для производства предприятия выбирают породы с пределом прочности не менее 80 МПа. Типовой состав смеси включает в себя наполнитель в виде щебня и вяжущее вещество. Соотношение компонентов составляет 96-98 на 4-2%.

В качестве наполнителя используются материалы следующих фракций 5-10, 10-20, 15-20, 20-40 и 40-70 мм., а также комбинация зерен размером 5-20 и 5-40. В качестве вяжущих веществ применяются деготь, нефтяные дорожные битумы, битумные эмульсии.

Щебень после обработки вяжущим веществом. Фото Грунтовозов

Существует две технологии производства:

1) Метод смешения. Технология производства щебня осуществляется посредством смешивания составных компонентов в асфальтосмесительной установке с принудительным типом действия при особом температурном режиме. Мелкие фракции размером до 15 мм. изготавливаются в смесителях принудительного перемешивания, средние и крупные (более 20 мм.) подготавливаются в барабанных смесителях.

2) Метод пропитки выполняется непосредственно на месте проведения дорожных работ путем разлива вяжущего средства по поверхности утрамбованного щебеночного слоя.

Из чего может быть сделан

Весь строительный мусор, пригодный для изготовления вторичного щебня может быть квалифицирован по составу. Поэтому, вторичный щебень, помимо того, что может быть сделан из отходов асфальта, бывает:

1. Из бетона.
2. Цветной.
3. Белый.
4. Из мраморной крошки.

Естественно,  в зависимости от того, из какого материала он был сделан, и возможно его дальнейшее применение.

Щебень из бетона

Отходы бетона всегда есть при строительстве. Естественно, что на крупных строительных площадок их достаточно много для производства вторичного материала.

Бетонный вторичный щебень вполне может быть использован для:

• Производства бетонной смеси для фундамента.
• Укрепления почвы, подготавливаемой для укладки тротуарной плитки.
• Первичного обустройства глубоких траншей и котлованов, прокладываемых в подвижном грунте.

Стоимость вторичного щебня фракции до 10 мм на оптовых строительных базах в пределах 400 рублей за 1 000 тонну, тогда как такой же объем обычного щебня может стоить 650 рублей. Самостоятельное изготовление щебня из бетона может обойтись только в стоимость энергозатрат.

Его прочность ниже, чем у натурального щебня, морозостойкость также имеет более низкий показатель, но учитывая дешевизну и простоту изготовления, вторичный щебень из бетона может быть оценен на твердую 4.

На фото — вторичный щебень из переработанного бетона

Цветной

Этот материал изготавливается из мраморного щебня, гранитной, а также мраморной крошки, песка и гравия. Технология производства аналогичная всем другим видам изготовления вторичного щебня, но это только в первой части производства, когда речь идет о дроблении материала. Затем необходимо его просеять, после чего покрасить специальными красителями.

Использование такого цветного материала возможно для декорирования пространства:

• При отсыпке садовых дорожек.
• При выполнении ландшафтных работ.
• При обустройстве гробниц.

Стоимость цветного вторичного щебня в пределах 350 рублей за 1 тонну. Учитывая, что область его применения не предполагает наличие у цветного щебня функций огромной крепости и прочности, по этим параметрам он может быть оценен не больше 3 баллов. Однако по красоте и морозостойкости его оценка может достигать 5. Так что средний балл – 4.

Белый

Щебень вторичный белый может быть изготовлен из известняка или белого мрамора. Камни белого цвета, также как при производстве любого другого вторичного щебня перемалываются в дробилке, а затем успешно используются при:

1. Дорожном строительстве.
2. Изготовлении железобетонных изделий.
3. Декорировании.

Цена белого щебня обычно на уровне 280 – 320 рублей за 1 м3. Единственный недостаток такого щебня в его быстром размывании (если он сделан из известняка, про характеристики мраморного – смотри информацию ниже), поэтому его используют нечасто.

Таким образом, прочность белого вторичного щебня из известняка можно оценить не больше, чем в 3 балла. Морозостойкость и прочность его также невысоки и являются одними из самых низких среди разновидности щебня. Оценка – 3.

 Белый вторичный щебень из мрамора

Из мраморной крошки

Остатки мрамора, который по каким-то причинам не был использован в строительстве, также дробят для получения вторичного щебня. Чаще всего для строительства и для декорирования возможно использование мраморного отсева.

Отсев получается после измельчения кусков мрамора и просеивания их путем «грохочения» через специальное сито. Так будет готов отсев мраморной крошки фракцией до 2,5 миллиметров.

Сфера его применения:

1. При изготовлении тротуарной плитки.
2. При производстве железобетонных изделий.
3. В качестве наполнителя для производства бетона тяжелых, мелкозернистых марок.
4. В ландшафтном строительстве.
5. При создании мозаичных полов и стен.
6. В качестве грунта в аквариумах и декоративных маленьких прудах.

Мраморный вторичный щебень (мраморная крошка) может быть белым, серым и цветным. Это один из самых дорогих видов щебня. Его стоимость в пределах 2 300 рублей за 1 тонну.

Мрамор – материал довольно прочный и его средняя плотность до 2 800 кг / м3, а предел прочности достигает до 170 МПа. Такие параметры, учитывая высокие показатели морозостойкости, можно оценить твердой 5.

Получение мраморного щебня (мраморной крошки) при помощи дробильной установки:

Что такое лещадность щебенки?

Качество щебня определяется такими характеристиками, как: размер фракций, прочность, морозостойкость, радиоактивность и лещадность. От последнего показателя зависит целевое назначение наполнителя и плотность его трамбовки. Чтобы понять, что такое лещадность щебня, необходимо измерить соотношение зерен с правильной формой к плоским и игольчатым. Исходя из процентного содержания последних, материал разделяется на группы (по ГОСТ 8267-93), чем меньше данный показатель, тем лучше.

Определение лещадности

Щебень изготавливается путем дробления горных и известковых пород, и в зависимости от выбранных способов отсева и сортировки, имеет разный размер фракций. Но какой бы совершенной ни была технология производства, получить зерна с одинаковой формой невозможно. В идеале для замеса бетона и других строительных задач нужен кубовидный наполнитель, но в общей раздробленной массе всегда встречаются плоские или игловидные частицы. Определение «лещадности» характеризует процентное содержание таких зерен.

Для получения числового значения показателя берется сухая проба, сортируется, фракции с неправильной формой подсчитываются и взвешиваются, вычисляется их процент в общей массе. При этом, к пластинчатым относят зерна с толщиной в 3 и более раз уступающей длине, а к игольчатым — вытянутые. Чем ниже лещадность щебеночного материала, тем он качественнее и тем меньше расход раствора для заполнения пустот при бетонировании. От данного показателя напрямую зависит получаемая марка бетона (равно как и от размера фракций и прочности).

Классификация с учетом лещадности

В зависимости от процентного содержания зерен с неправильной формой выделяют следующие группы:

• I — до 10 %, так называемый кубовидный щебень, получаемый из гранита или базальтовых пород. Это оптимальный наполнитель для бетонирования ответственных объектов и засыпки верхних слоев дорожного покрытия.
• II — от 10 до 15 % или улучшенная щебенка. Такое содержание характерно при дроблении тех же твердых пород (или гравия), но с меньшим числом циклов грохочения. Оптимальный вариант для замеса бетона для частного строительства.
• III — обычная, в пределах 15–25 %. Изготавливается из мягких пород, свойства этой группы характерны для известняка.
• IV — от 25 до 35 %. Это щебенка с обычной доработкой, получаемая без тщательной сортировки.
• V — с 35–50 %, материал из мягких, слоистых пород или известняков.

Согласно ГОСТ 8267-93, допускается изготовление щебня с лещадностью выше 50 % (при согласовании с заказчиком), но не более 65 % и исключительно из изверженных горных пород. Выбор конкретной разновидности зависит от целей применения: для напряженных железобетонных конструкций требуется кубовидный наполнитель, для обычных растворов лучше купить II группу. Третья используется при изготовлении цементов, в стекольной промышленности, при засыпке фундаментных подушек (в идеале — пропитанных битумом). Щебенка с лещадностью от 35 % подходит для создания временных конструкций или отсыпки при укладке автомобильных и железных дорог.

Существует взаимосвязь между процентом зерен пластинчатой и игловидной формы и расходом цементно-песочной смеси (особенно она ощущается при заливке бутобетонных фундаментов). А с учетом того, то кубовидный материал изготавливается из высокопрочных пород — то и с прочностью. То есть, при покупке высоколещадного наполнителя, неизбежно возрастут затраты на цемент. К плюсам такого материала относят лишь хорошие дренажные свойства.

Стоимость разных типов

Вид крупнофракционного наполнителя	Группа лещадности	Размер фракций, мм	Цена за 1 т, рубли
Щебень гранитный	I	5–20	1150
26–60
20–40
40–70	1100
II	5–20	800
Известковый	3–10	940
Гравийный	I	0–45
Гравий	20–40	480

В основном в продаже представлены щебень и гравий I и II группы лещадности, данная характеристика обязательно указывается в сертификате на продукцию (включая процентное соотношение). Стоимость III и IV марок чаще всего договорная, так как они реже используются в частном строительстве. Во многом цена зависит от объемов закупки, для оптовых партий поставщики предлагают скидки

Стоит обратить внимание на доставку: у фирм с самовывозом товар дешевле, при выборе способа транспортировки ориентируются на свои возможности

Где используется отсев щебня

Отсев нашел свое применение в типографии, строительстве, при обустройстве территории, в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и изготовлении стеклянных конструкций. Для изготовления бордюрного камня, асфальтового покрытия, тротуарной плитки и отделочных работ рекомендуется использовать гравийный и гранитный щебень. Его же используют для декорирования клумб и усадебных дорожек. Зимой им посыпают дороги, дабы свести коэффициент скольжения к минимуму. В бетонно смеси, он может послужить качественным заменителем гравия, что приведет к экономии средств.

Также используется в качестве одного из компонентов при изготовлении сельскохозяйственных удобрений и полимерных покрытий. Дает безграничную возможность оформить частные владения на любой вкус. Позволяет заделывать изъяны, которые образуются при укладке тротуарной и дворовой плитки. Правильное использование щебневых, галечных и гравийных отсевов, позволит как нельзя лучше спланировать ландшафт имеющейся территории. Рекомендуется использовать отмостки и небольшие бордюры, которые не позволят отсеву расплыться по близлежащей территории. Не способен скапливать на своей поверхности дождевые воды.

Гравийный щебень

Описание

Гравийный щебень – это материал, который производится в результате просеивания карьерной породы или дробления каменной скалы. Основным нормативным документом для производства этого вида щебня является ГОСТ 8267-93. По прочности на сжатие этот вид щебня уступает гранитному материалу. К достоинствам гравийного щебня можно отнести низкий радиационный фон и стоимость. Выделяют два вида этого строительного материала:

• гравий – камушки морского или речного происхождения;
• дробленый щебень, получаемый в результате обработки породы.

Гравийный щебень может быть 4 фракций: 3-10 мм, 5-40 мм, 5-20 мм и 20-40 мм.

Сфера применения

Гравийный щебень применяется в качестве заполнителя для железобетонных конструкций и изделий, активно используется в гражданском строительстве, при устройстве снований и покрытий пешеходных дорог и площадок.