Характеристика щебня

Щебень - 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 (первичные)

• Осадочные (вторичные)

• Метаморфические (видоизмененные)

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

Показатели свойств каменных материалов	Для покрытий		Для оснований
	Категория автомобильной дороги
	IV	V	I-III	IV, V
Марка по дробимости
щебня из изверженных и метаморфических пород	1000	800	800	600
из осадочных пород	800	600	600	300
из шлаков фосфорных, черной и цветной металлургии	800	600	600	300
щебня из гравия	Др12	Др16	Др16	Др24
Марка по истираемости	И-II	И-III	И-III	И-IV
Марка по морозостойкости	F 50		F 25

Расход расклинивающих фракций щебня указан в таблице 2.

Таблица 2

Размер основной фракции щебня, мм	Расход расклинивающих фракций, м3, на 1000 м2 при их размерах, мм
	20-40	10-20	5-10
40-70	-	15	10
70-120	10	10	10

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

Показатели свойств каменных материалов	Для покрытий		Для оснований
	Категория автомобильной дороги
	IV	V	I, II	III	IV, V
Марка по дробимости, не ниже:
изверженных и метаморфических пород	800	600	800	600	600
осадочных пород	600	400	600	400	200
гравия и щебня из гравия	Др12	Др16	Др12	Др16	Др24
шлаков фосфорных, черной и цветной металлургии	600	400	600	400	200
Марка по истираемости, не ниже	И-III	И-III	И-III	И-III	И-IV
Марка по морозостойкости	F 50		F 25		F 15
Количество в щебне из гравия дробленых зерен, % по массе, не мене	70	50	80	70	25

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%.