Песчано-щебеночная смесь (ПЩС)

Песчано-щебеночная смесь (ПЩС) – сыпучий нерудный строительный материал, 50% которого составляет щебень и вторые 50% - отсев. Применяется при проведении строительных работ, создании оснований дорожного покрытия, насыпей, в производстве бетона.

Классификация по зерновому составу

Согласно ГОСТ 25607-2009, 32495-2013, 8268-82, 8736-85 диаметр гранул варьируется от 0,5 до 5 сантиметров. В соответствии с тем, какой размер отличает зерно, материал делят на одиннадцать классов, каждый из которых носит название «фракция».

• С1. Величина частиц – до 4 сантиметров, главную часть составляют гранулы диаметром 0,05-10 миллиметров. Причем доля самых больших не должна быть выше 10% от объема щебеночной смеси.
• С2 отличается максимальной крупностью гранул в 2 сантиметра, основной объем приходится на частицы 0,05-5 миллиметров. Наибольшие должны составлять максимум 10%.
• С3 характеризуются диаметром до 12 сантиметров. Таких крупных гранул допускается не больше десяти процентов, частицы в 4 сантиметра могут занимать до половины объема, а основу составляют мелкие – до двух сантиметров в диаметре.
• С4 состоят главным образом из частиц до 2 сантиметров, на гранулы до четырех сантиметров в диаметре приходится 15-35% объема, а крупные имеют величину до 8 сантиметров.
• С5: материал, в котором диаметр самых больших частиц может достигать 4 сантиметров (максимум 10%), 25-60 процентов составляют гранулы до 2 см, а основу – тоже частицы до двух сантиметров в диаметре.
• С6 состоит главным образом из гранул до пяти миллиметров, до 40-60 процентов приходится на частицы до 1 сантиметра, а наиболее массивные не должны превышать 2 сантиметров (до 10 процентов объема).
• С7 содержат частицы до 1 сантиметра в диаметре, максимальная доля которых – не выше 37%. Частицы до 5 миллиметров должны занимать 30-50% объема, небольшие (до 2,5 миллиметра) – составлять главный объем.
• С8 включают гранулы крупностью максимум пять миллиметров (не больше 40 процентов). 20-55% приходится на частицы до двух с половиной миллиметров в диаметре, а остальная часть – на гранулы до 0,63 миллиметра.
• С9 содержат частицы до 8 сантиметров величиной, которых не должно быть больше десяти процентов объема. 15-35% допускается гранул в 4 сантиметра, 28-55% - до 2 сантиметров. Остальную массу составляют небольшие камешки до 1 сантиметра в диаметре.
• С10 – материал, крупнейшие гранулы в котором достигают 4 сантиметров (максимум 10%). 25-60% составляют частицы до 2 сантиметров величиной, остальное – до 1 см.
• С11 содержит максимум 10% гранул до 2 сантиметров, 25-60% - до 1 см. Наибольшая часть приходится на небольшие камешки до 15 миллиметров величиной.

Способы производства

Производятся ПЩС тремя способами. В первом случае это остаточный материал, получаемый при дроблении горной породы, которую дробят, а потом просеивают сквозь сита. Конечный продукт данного процесса - щебень, а отсев (отходы), состоящий из частиц разных размеров - ПЩС. По технологии получают материал низкого качества, который стоит дешево.

Второй способ – смешать щебень и песок. Как правило, такая ПЩС производится на заказ. Важно, чтобы соблюдались заданные пропорции компонентов.

Третий вариант – целенаправленное производство. Сначала добывают горную породу, затем выполняют ее дробление. Далее – просеивают через сита, чтобы разделить в зависимости от диаметра частиц. Для получения соответствующих классов смеси добавляют гравий. Для достижения требуемой доли мелких частиц (менее 0,5 миллиметров) добавляют песок.

Материалы, не проходящие дополнительной обработки, называют природными. Они содержат немного пыли, глины и мусора, и используются сразу после того, как получены.

ПЩС, которые дополнительно обрабатываются в процессе производства, именуют обогащенными. Обработка включает дробление для улучшения однородности; просеивание – отделение частиц нужной величины; промывка – обработка с помощью воды (вымываются пыль и глина, удаляются другие посторонние примеси и чересчур большие гранулы), обогащение – достижение требуемых пропорций.

Сырье для ПЩС

В основе материала частицы разных горных пород, что придает конечному материалу определенные свойства.

• Гранит – минерал вулканического происхождения, с высокой твердостью.
• Диорит – магматическая порода, содержащая 52-63 процента кремнезема.
• Габбро – порода плутонического магматического типа, в котором присутствует кремнезем в количестве 45-52%.
• Базальт – вулканический магматический минерал, лежащий в нижней слое коры Земли.
• Известняк – осадочная порода, в которой содержатся части других пород и минералов, карбонат кальция в высокой доле.
• Мрамор состоит из кальцита, метаморфическая порода.
• Серпентинит обладает массивной текстурой главным образом зеленых оттенков с включениями других цветов. По свойствам близок к магматическим породам.
• Кварц – магматическая порода, ПЩС на основе которой часто применяется в качестве декора.

На рынке представлена также вторичная щебеночно-песчаная смесь, состоящая из отходов стройматериалов: кирпича, бетона. Отличается средним качеством, но использование дает заметную экономию по сравнению с вариантами, исходным сырьем для которых становятся горные породы.

Основные характеристики щебеночно-песчаной смеси

Функциональные свойства ПЩС основываются на том, что материал включает три компонента – гравий, щебень и песок. Первый и третий являются продуктами природы – они образованы естественным путем. Второй (щебень) производится промышленным способом. В состав должно входить как минимум 15% щебня и гравийных гранул.

Создается такая смесь из камней разных горных пород – известняка, гранита, доломита и других. Также присутствуют суглинистые пылевые частицы, которых не должно быть больше 20% в объеме.

Свойства материала принято определять по показателям прочности, радиоактивности, морозостойкости, коэффициента фильтрации, гигроскопичности и водостойкости.

• Прочность определяется тем, из какой породы произвели щебень. Выделяется пять групп щебня по прочности: высокопрочный (М1200-1400), прочный (М800-1200), средней (М600-800), слабой (М300-600), очень слабой прочности (М200). При производстве ПЩС используется щебень марки не ниже М400, как предписывает госстандарт 25607-2009.
• Морозоустойчивость – способность сохранять характеристики при замораживании и оттаивании. В маркировке указывается, сколько таких циклов может выдержать щебень. Значение идет после литеры F: F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400.
• Содержание включений глины и пылевидных. Этот показатель может варьироваться в зависимости от сферы применения материала. В производстве покрытий используются ПЩС с параметром до 10%, при обустройстве оснований зданий – до 20%.
• Коэффициент фильтрации указывает, до какой глубины в ПЩС за сутки может проникнуть влага. Диапазон – от 0,2 до 1 метра. Основания для автодорог можно делать из материала с коэффициентом 1, морозозащитные слои для автомагистралей – 0,2.
• Плотность – вес на кубический метр. При плотности 1320-1340 г/м³ возможно наличие не более 0,4% примесей, лещадность (доля частиц неправильной конфигурации) – не выше 14,5%. Плотность выше 1400 г/м³ предполагает величину частиц 0,16-2,5 миллиметров, лещадность – максимум 17% и не выше 0,6% примесей. 1300 г/м³ означает плотность, при которой диаметр гранул – от 2 до 5 миллиметров, показатель лещадности – до 12 процентов и примесей – до 2 процентов.

Области применения щебеночно-песчаной смеси

Сферы применения щебеночно-песчаной смеси зависят от ее характеристик. Например, для стоянок автомобилей и аэродромных площадок, а также для технических оснований дорожных насыпей и асфальтовых покрытий, используются смеси типов С1, С4 и С6.

При выборе щебеночно-песчаной смеси важно учитывать правило: чем выше предполагаемая нагрузка на объект, тем меньше должен быть диаметр частиц материала. Также имеет значение порода, из которой произведен щебень. Для оснований взлетно-посадочных полос необходим материал с диаметром частиц от 0 до 2 сантиметров.

Применение щебеночно-песчаной смеси

Смесь с высокопрочным щебнем используется для формирования оснований автодорог. При низкой доле щебня (менее 15%) материал подходит для сооружения дорожных насыпей.

Основное применение материала:

• Дорожное строительство и ремонт автодорог: уплотнение слоев, укрепление обочин, создание покрытий и оснований автомагистралей и аэродромных площадок, выравнивание грунта на стройплощадках и участках под крановые пути, производство асфальтобетона и основа перед заливкой бетона.
• Создание и ремонт дренажных слоев в основаниях аэродромов и автомобильных дорог.
• Производство бетона: добавление ПЩС позволяет значительно сэкономить при создании бетонных конструкций и заливке этого стройматериала.
• Изготовление асфальтобетона: используется ПЩС с величиной гранул до 4 сантиметров.
• Расклинка: применяются смеси типов С9-С11.
• Временные автодороги, подъездные пути и садово-парковые дорожки (С5).

Преимущества использования щебеночно-песчаной смеси

К преимуществам щебеночно-песчаной смеси относятся:

• Невысокая стоимость материала, что снижает расходы на строительство зданий, дорог и других объектов.
• Отсутствие необходимости дополнительной подготовки материала перед использованием и независимость укладки от погодных условий.
• Экологическая, химическая и механическая чистота.
• Долговременное хранение на открытом воздухе без потери качества, что позволяет приобретать материал крупнооптовыми партиями, сокращая расходы.
• Упрощение и ускорение обустройства дорожных оснований и возведения построек.
• Равномерное уплотнение материала по толщине.
• Высокие дренажные характеристики, предотвращающие скопление влаги на поверхности.

Недостатки щебеночно-песчаной смеси

Недостатков у данного строительного материала немного:

Присутствие в природной щебеночной смеси значительной доли посторонних включений, что может снижать качество материала. Это можно избежать, приобретая сырье у надежных производителей.
Покрытия дорог, дорожек и площадок из этого материала могут пылить, поэтому не рекомендуется использовать его для пешеходных дорожек.
Значительная стоимость обогащенного сырья, которая компенсируется соответствующими эксплуатационными характеристиками.

Стоимость

Стоимость щебеночно-песчаной смеси определяется рядом факторов. Чем выше доля гравийных гранул и щебня, тем дороже материал. Также учитывается исходный материал для производства щебня: добыча и дробление горных пород, таких как гранит, требуют больше затрат по сравнению с мягкими известняковыми породами.