Применение ЩПС, способ получения и свойства

При добычи гранита и известняка остаются фрагменты щебня и образуется песок. Из карьеров отходы породы поступают на дробильные фабрики, где обломки перемалываются, соединяются с микрочастицами кварца. После просеивания и очистки смеси получают материал, активно используемый в дорожном строительстве. Для производства ЩПС, применение которой не ограничено возведением зданий, не используется дорогое оборудование, себестоимость щебеночно-песчаной смеси невысокая, что позволяет продавать ее потребителям по низкой цене.

ЩПС: разновидность, состав и сфера применения

В соответствии со стандартами ГОСТа в нерудном материале, имеющем природное происхождение, концентрация пылевых частиц и глины не должна превышать 20% при использовании для укладки покрытия дорог и 10 % при обустройстве оснований. Роль основных компонентов в смеси играют щебень и песок, имеющие разные фракции.

Материал применяется при возведении фундаментов для многоэтажек, частных домов, для выравнивания автотрасс, укрепления железнодорожных насыпей, для создания дренажных систем.

Способ получения и основные свойства ЩПС

Фрагменты щебня разных фракций, что дозируются отдельно, а также песок, подбираемый в соответствии с ГОСТом, загружаются в смесительные установки, где проходят несколько этапов производства. Крупные зерна минерала подвергаются дроблению для измельчения. Затем смесь очищается от мусора, примесей, попадающих при добыче камня, для удаления пыли просеивается через специальные сита и сортируется. ЩПС перерабатывают для получения зерен определенной величины, по их размеру определяют вид смеси.

Песок и щебень заготавливают также в местах, где происходит выветривание скальных пород и отправляют на производство.

В зависимости от пластичности, определяемой по количеству воды, забираемой материалом для преобразования в текучую форму, выделяют 3 марки смеси, которые отличаются содержанием примесей. При высокой концентрации пыли материал рассыпается. У качественной ЩПС пыль к остальным компонентам не превышает 5%.

 

Негативно влияет на свойства смеси, усиливает пучение и набухание, снижает фильтрационные характеристики глина, содержание ее вместе с пылевидными частицами при использовании материала для покрытия поверхностей, не должно быть больше 10%.

Для расчета усадки и параметров массы, которые нужны для выполнения технических работ, определяют вес смеси и насыпную плотность.

К материалам в строительстве, предъявляются требования к радиационной безопасности. Определяется этот параметр радиоактивностью. На естественный уровень показателя влияет присутствие тория, радия, изотопа калия, искусственный зависит от концентрации стронция и цезия.

Если при возведении жилых зданий разрешено применение ЩБС с радиоактивностью до 370 Бк/кг, то для прокладки автомагистралей, для покрытия аэродромов безопасна смесь со значением показателя не выше 740.

Материал трех видов по назначению:

• для создания основания;
• для возведения фундамента;
• для укладки покрытия.

Смеси с непрерывной дисперсией содержат фракции разных размеров. В материале с гранулометрией прерывного типа присутствуют зерна одинаковой величины.

В чем разница между ЩПС и ПГС

В песчано-гравийной смеси для создания бетона, которым заливают фундамент, для укрепления насыпей, устройства спортивных площадок, концентрация гравия   составляет от 10%. У этой осадочной породы зерна округлые, а у щебня, присутствующего в ЩПС, края острые, что связано с тем, что добывают скальный камень путем дробления. Для увеличения концентрации гравия в ГПС сырье дополнительно обрабатывают, что дает возможность получить 5 фракций материала с разной концентрацией основного компонента, что подходят для дренажа, для применения в сельском хозяйстве, для производства бетона.

Мелкие зерна и песок, из которых состоит ЩПС легко уплотняются и при насыпке выравнивают почву, осушают подтопленные места.  Щебеночная смесь со средними по размеру фракциями выполняет функции дренажа при прокладке автотрасс и редко применяется в производстве бетона.

 

 

Размер зерен ЩПС, состав, особенности

Классифицируют щебеночно-песчаную смесь по величине фракций на несколько видов или групп. Мелкие зерна размером от 5 до 10 мм составляют 90% от объема всех экземпляров, относят к материалу, что маркируется как С1 и применяется для укладки гладких покрытий.

К группе С2 относят ЩПС, в которой преобладают фракции величиной 1 см, а также содержатся зерна, размер которых равен 2 см. Такую смесь укладывают даже в неблагоприятную погоду

Характеризуется повышенной прочностью, стойкостью к высоким температурам группа С 3, куда включают фракции величиной до 12 см. Смесь укладывают дополнительным слоем на основание автодороги вместо заливки бетоном.

Группа С 4 отличается повышенным коэффициентом уплотнения, что облегчает ее хранение и перевозку. В этот вид ЩПС входят зерна размером до 8 см.

Фракции размером от 20 до 40 мм, меняющие объем при уплотнении и усадке материала, выделены в группу С6.

Самые мелкие зерна величина которых составляет 5–10 мм, входят в смеси С7, С8. Мелкофракционный материал подходит для укладки нижнего слоя автомобильных дорог.

Основные характеристики ЩПС

Строительная смесь проявляет устойчивость к низким температурам, качественный материал выдерживает до 300 замораживанием и столько же оттаиваний.

В зависимости от прочности фракций щебня выделяют марки смеси, обозначаемые литерой М, со слабым, средним, высоким значением показателя, соответственно М 600, М 800, М 1200. Производится также ЩПС особой прочности, что маркируется как М 1400.

Материал имеет разную глубину проникновения воды, что отражается коэффициентом фильтрации.  Для обустройства дорог подходит смесь со значением этого показателя, равным 1 м/с, для слоев, выдерживающих минусовые температуры, составляющим 0,2 м/с.

Для ЩПС, используемой при прокладке дорог, определяют истираемость, для чего материал загружают в барабан и узнают потерю массы. Чем меньше значение показателя, тем выше устойчивость смеси к динамическим нагрузкам. Низкая истираемость характерна для ЩПС, получаемой из гранита, смесь из известняка утрачивает до 60% своего веса.

Прочность щебня определяется маркой по дробимости. ЩПС, что производится из отходов, что остаются после добычи гранита, плотность которого достигает 2,6 т/м3, а признаки истираемости проявляются через полтысячи лет, подходит и для покрытия автодорог с высоким трафиком, и для создания основания.

Для расчета усадки и параметров массы, которые нужны для проведения технических работ, определяют вес ЩПС и насыпную плотность, что равняется 1700 кг/м3 и меняет значение в зависимости от величины зерен преобладающей фракции.

Способы добычи щебеночно-песчаной смеси

После извлечения из карьера гранитной породы, остаются отходы, для переработки и транспортировки которых не требуется сложного оборудования. Обломки щебня отвозят на предприятия для дробления и соединения с песком, для чего используют недорогие смесительные установки. ЩПС очищают от мусора, пыли, лишней глины и сортируют по величине фракций.

Основные области применения ЩПС

Характеристики, которым наделяется материал, низкая цена, дают возможность использовать его в качестве сырья во многих технических работах. ЩПС применяется:

• в производстве средств из цемента, асфальтобетона;
• при производстве разных слоев и укрепления железнодорожных насыпей;
• при укладке покрытия для взлетных полос, вертолетных площадок, аэродромов;
• при строительстве автомобильных дорог и трасс.

Используют материал при заливке основания для промышленных и жилых зданий. Смесь используют при обустройстве спортивных площадок. При больших объемах строительства, выполняя работы с ЩПС, придерживаются требований, изложенных в СНиП, в ГОСТе, в Технических Условиях.

Преимущества и недостатки ЩПС

Материал на основе щебня и песка привлекает низкой ценой и характеристикам. Достоинствами строительной смеси считают:

• неограниченное время хранения;
• стойкость к износу и отрицательным температурам;
• простоту содержания и перевозки;
• возможность применения в различных условиях;
• прочность и надежность.

ЩПС на воздухе вбирает влагу и отсыревает, требует обработки стабилизирующими составами для уплотнения и просушивания. Применяемые жидкие средства:

• предотвращают образование пыли;
• уменьшают разбухание фракций;
• обеспечивают водонепроницаемость смеси.

В стабилизаторах, используемых в виде эмульсии, содержатся органические вещества и масла, усиливающие плотность смеси. Качество и свойства природного материала делают его востребованным в жилищном, дорожном, промышленном строительстве.

Использование различных фракций ЩПС

Где применяется смесь, зависит от состава и размера зерен. Для обустройства посадочных полос на аэродромах подходит материал групп С1 и С2, что создают покрытие с гладкой поверхностью. Для сооружения главного и балластного слоя насыпей у железных дорог, трамвайных путей выбирают смесь С 4. Для строительства жилых зданий, автотрасс применяют ЩПС, маркирующая С5, С 6.

Нижний слой автодорог выкладывают материалом С 7, С 8, обладающим мелкими зернами. Для обустройства стоянок, транспортных площадок годится смесь С 9. Используется при строительстве дорог С11, на начальной стадии выполнения работ – С 10.

Таблица классификаций ЩПС

Некоторые смеси, что входят в разные группы, имеют подобные характеристики и применяются для одних и тех же технических работ, что можно увидеть в таблице. Критерием для разбивки ЩПС служит величина фракций.

Обозначение	Размер зерен( мм)	Где применяется
С1	40	Для создания автодорожного покрытия
С2	20	«——————-»
С3	120	«——————-»
С4	80	Обустройство дополнительного слоя, формирование подушек, отсыпка обочин
С5	80	«——————-»
С6	40	«——————-»
С7	20	«——————-»
С8	20	«——————-»
С9	80	Используется на начальном этапе строительства, в повышенной концентрации содержит песок
С10	40	«——————-»
С11	20	«——————-»
С12	10	Смеси, которыми закрывают пустоты между крупными зернами
С 13	5	«——————-»

Зерна щебня, размер которых в ЩБС составляет от 5 до 120 мм, отличаются формой,  у игловатых длина в 3 раза больше их ширины, что у плоских в 3 раза меньше толщины.

При укладке готового полотна пластичность, характерная для щебеночно-песчаной смеси, позволяет равномерно распределять горную породу по поверхности, разравнивая ЩБС дорожной техникой, и избежать сползания материала в стороны.