Фракции щебня 5–20, 20–40 и 40–70: размеры и применение

Фракция щебня — это диапазон размеров зерен

Фракция щебня 5–20 мм означает, что основная масса зерен проходит через сито с отверстиями 20 мм и остаётся на сите 5 мм. Это диапазон крупности, а не требование, чтобы каждое зерно имело одну сторону ровно от 5 до 20 мм.

Фракцию не следует путать с размером отдельного зерна. Отдельный кусок щебня может быть вытянутым или пластинчатым, поэтому его прохождение через сито зависит от формы и положения. Количество таких зерен характеризует в том числе лещадность. Обозначение 5–20 мм относится ко всей партии, а не к результату измерения каждого куска линейкой.

Зерновой состав партии показывает, сколько щебня в процентах осталось на каждом контрольном сите или прошло через него. По этим данным определяют содержание основной фракции, мелких зерен менее 5 мм и крупных зерен более 20 мм. Небольшое количество материала за номинальными границами допускается. Требования к таким остаткам регулирует ГОСТ 8267-93, а конкретные показатели могут быть дополнительно закреплены в договоре поставки.

На практике ошибаются, когда заказывают «щебень 20 мм» и ожидают зерно одного размера. В заявке нужно указывать именно диапазон: 5–20, 20–40 или 40–70 мм. Если для производства бетона важен стабильный зерновой состав, в договоре фиксируют нормативный документ, допустимое содержание мелких и крупных зерен и документ, подтверждающий показатели партии.

По маркировке фракции нельзя определить происхождение и свойства материала. Щебень 5–20 мм может быть гранитным, гравийным или вторичным. Обозначение также не сообщает марку прочности — например, М800, М1000 или М1200, — морозостойкость и лещадность. Эти показатели зависят от породы, технологии дробления и состава партии. Их проверяют отдельно по паспорту качества или протоколу испытаний, а не по числам 5–20.

Какие бывают фракции щебня по размеру

Основные востребованные размеры щебня — 5–20, 20–40 и 40–70 мм, но также поставляют фракции 3–10, 5–10, 10–15, 10–20, 15–20 и 40–80 мм.

Обозначение фракции показывает номинальный интервал, а не гарантирует одинаковый размер каждого зерна. В партии допускается нормируемое количество зерен меньше нижней и больше верхней границы. Разброс зависит от технологии дробления, настройки грохотов и требований договора. При заказе ошибаются, когда считают фракции 5–20 и 10–20 мм взаимозаменяемыми. У них различаются зерновой состав, пустотность и расход связующего.

Отсев до 5 мм — отдельный продукт дробления. В нем есть мелкие зерна и пылевидные частицы, поэтому он не заменяет щебень 5–20 мм без корректировки состава смеси. Глыбы и бутовый камень свыше 70–80 мм также не являются аналогом фракции 40–70 мм: для их укладки и уплотнения нужна другая технология.

Размер нельзя смешивать с происхождением материала. По породе щебень бывает гранитный, гравийный, известняковый или вторичный, а по размеру — мелкий, средний либо крупный. Например, гранитный и вторичный щебень могут иметь одинаковую фракцию 20–40 мм, но разные марки прочности, морозостойкость и лещадность. При приёмке сверяют заявленную фракцию с документами и визуально проверяют наличие чрезмерного количества отсева и крупных зерен.

Щебень 5–20 мм применяют для бетона и железобетона

Фракция 5–20 мм подходит для большинства бетонных смесей, фундаментов, плит, стяжек и железобетонных изделий, если это допускает проект.

Разброс характеристик возможен даже у щебня одной породы: он зависит от месторождения, технологии дробления, количества стадий сортировки и состояния партии после хранения или перевалки.

Щебень 20–40 мм используют для оснований и массивных конструкций

Фракцию 20–40 мм выбирают для дорожных оснований, площадок, дренажных слоёв, подсыпки и массивного бетона, если проект допускает такой размер заполнителя.

Крупные зёрна уменьшают суммарную удельную поверхность заполнителя. В правильно подобранной бетонной смеси это позволяет снизить расход цементного вяжущего по сравнению с составом только на мелком щебне. Однако фактический расход зависит от пустотности, формы зёрен, лещадности, песка и требуемой подвижности бетона.

Фракция 20–40 мм плохо размещается в тонких элементах и густоармированных каркасах. Максимальный размер зерна сверяют с минимальной толщиной конструкции и расстоянием между стержнями арматуры. Если щебень застревает между стержнями, появляются пустоты и непробетонированные участки.

При заказе временной дороги часто ошибаются, указывая только объём щебня. Нужно сообщить площадь, ожидаемую нагрузку, тип грунта и наличие воды. При приёмке проверяют засорённость грунтом, избыток мелочи, визуальный диапазон зёрен и документы на партию. Сильно влажный материал сложнее равномерно распределить, а фактический расход после уплотнения будет выше расчётного объёма рыхлой отсыпки.

Щебень 40–70 мм нужен для нижних слоёв и расклинцовки

Крупную фракцию 40–70 мм применяют в нижних слоях дорог, подъездных путей, площадок, дренажных конструкций и при расклинцовке.

Зёрна размером 40–70 мм создают несущий каркас и распределяют нагрузку по основанию. Сначала крупный щебень укладывают слоем заданной проектом толщины и предварительно уплотняют. Затем пустоты заполняют более мелкой фракцией, например 20–40 или 5–20 мм. Материал распределяют по поверхности и уплотняют повторно. Число проходов катка, необходимость полива и толщина каждого слоя зависят от типа грунта, массы техники, влажности материала и требуемого коэффициента уплотнения.

При расклинцовке важно не просто засыпать мелкий щебень сверху. Он должен проникнуть между крупными зёрнами, иначе получится отдельная рыхлая прослойка. На практике ошибки возникают при слишком толстой отсыпке за один проход, недостаточном уплотнении крупной фракции или избытке мелочи. Если пустоты полностью заполнены отсевом и пылью, дренирующая способность слоя снижается.

Фракцию 40–70 мм нельзя автоматически заменять на 20–40 мм. У материалов различаются зерновой каркас, количество пустот и работа под нагрузкой. Замена может изменить несущую способность основания, расход щебня и технологию уплотнения. Её согласуют с проектировщиком или проверяют расчётом с учётом грунта, нагрузки, толщины дорожной одежды и марки щебня по прочности, например М800, М1000 или М1200.

Обозначения 40–70 и 40–80 мм относятся к разным диапазонам. Во втором случае допускается более крупное зерно, что влияет на минимальную толщину слоя, возможность расклинцовки и работу уплотняющей техники. Считать эти позиции одинаковыми только по названию нельзя.

При заказе и приёмке сверяют не только фракцию в накладной. В документе о качестве проверяют фактический зерновой состав, содержание зёрен крупнее и мельче заявленного диапазона, лещадность, марку прочности и морозостойкость. После нескольких перевалок доля мелочи может увеличиться из-за дробления. Поэтому пробу берут из нескольких мест партии, а не только с поверхности кузова.

Порода влияет на свойства сильнее, чем название фракции

Гранитный, гравийный, известняковый и вторичный щебень одной фракции имеют разные прочность, морозостойкость, насыпную плотность и область применения.

Фракцию щебня определяют рассевом через сита

Узнать фракцию щебня по фотографии или одному камню нельзя: её определяют по представительной пробе партии и результатам ситового анализа.

1. Отберите объединённую пробу. Материал берут из нескольких точек партии: сверху, из середины и снизу штабеля либо из разных мест кузова. Проба только с поверхности искажает результат, поскольку при перевозке мелкие зерна просыпаются вниз, а крупные остаются сверху.
2. Подготовьте пробу. Удалять мелочь или выбирать отдельные зерна нельзя. Если щебень влажный, пробу высушивают до постоянной массы, охлаждают и перемешивают. Большую пробу сокращают делением, сохраняя соотношение зерен.
3. Взвесьте материал. Начальную массу принимают за 100%. Для упрощённого расчёта удобно взять 10,00 кг, но фактическую массу лабораторной пробы определяют по методике испытаний и максимальному размеру зерна.
4. Просейте щебень через набор сит. Для фракции 5–20 мм используют контрольные сита с отверстиями 25; 20; 12,5 и 5 мм. Материал просеивают до прекращения заметного перехода зерен через каждое сито.
5. Взвесьте остаток на каждом сите. Частный остаток показывает долю материала на конкретном сите: массу остатка делят на начальную массу и умножают на 100%. Полный остаток — сумма частных остатков на этом и всех вышележащих ситах.
6. Рассчитайте результат. Например, из пробы 10,00 кг на ситах осталось: 25 мм — 0,03 кг; 20 мм — 0,47 кг; 12,5 мм — 3,50 кг; 5 мм — 5,30 кг; прошло через 5 мм — 0,70 кг. Частные остатки составят 0,3; 4,7; 35; 53 и 7%. Полные остатки: на 25 мм — 0,3%, на 20 мм — 5%, на 12,5 мм — 40%, на 5 мм — 93%.
7. Сопоставьте показатели с требованиями. По ГОСТ 8267-93 для основной фракции полный остаток на сите 5 мм должен составлять 90–100%, на 12,5 мм — 30–60%, на 20 мм — не более 10%, на 25 мм — не более 0,5%. Пример соответствует этим пределам.
8. Определите отклонение. Полный остаток на сите 5 мм ниже 90% указывает на избыток отсева. Значения выше 10% на сите 20 мм или выше 0,5% на сите 25 мм показывают избыток крупных зерен. Испытание проводят по ГОСТ 8269.0-97. Рулетка, штангенциркуль и осмотр кузова не заменяют лабораторный протокол.

Фракцию выбирают вместе с прочностью и лещадностью

Правильный выбор щебня учитывает назначение конструкции, максимальный размер зерна, породу, марку по дробимости, морозостойкость, лещадность и содержание пылевидных, глинистых и других примесей.

1. Проверьте проект. В спецификации ищите фракцию, породу и обязательные показатели: например, гранитный щебень 5–20 мм, марка не ниже М1200, морозостойкость F300, группа лещадности II. Не заменяйте материал на М1000 или М800 без согласования.
2. Определите рабочий диапазон зерен. Для разных слоёв могут потребоваться фракции 5–20, 20–40 или 40–70 мм. Ошибка при заказе — указать только слово «щебень»: поставщик не сможет однозначно определить материал и его характеристики.
3. Учтите арматуру и толщину слоя. Максимальное зерно должно проходить между стержнями арматуры и помещаться в проектной толщине конструкции. Крупное зерно может вызвать пустоты, а неоправданно мелкое — увеличить расход цемента в бетоне.
4. Выберите породу. Гранитный, гравийный и вторичный щебень одной фракции различаются по дробимости, морозостойкости и составу. Породу выбирают по нагрузке и условиям эксплуатации, а не только по цене за 1 м³ или 1 т.
5. Запросите показатели конкретной партии. Проверьте марку по дробимости, морозостойкость, содержание слабых пород и примесей, а также группу лещадности:
   • I — до 10 %;
   • II — свыше 10 до 15 %;
   • III — свыше 15 до 25 %;
   • IV — свыше 25 до 35 %;
   • V — свыше 35 до 50 %.
   Меньшая лещадность означает меньше пластинчатых и игловатых зерен. Обозначение F200, F300 или F400 показывает число циклов замораживания и оттаивания, которое материал выдерживает при испытании до допустимой потери массы или прочности.
6. Определите требуемый объём. Учитывайте площадь, толщину слоя, коэффициент уплотнения и насыпную плотность партии. Калькулятор даёт предварительное значение: фактический расход меняется из-за влажности, основания и способа уплотнения.
7. Согласуйте приёмку. До поставки зафиксируйте единицу учёта — тонны или кубические метры, место разгрузки и перечень документов. При разгрузке проверяйте фракцию, загрязнение грунтом, смерзание и совпадение характеристик партии с заявкой.

Объём щебня рассчитывают по площади, толщине и уплотнению

Объём слоя рассчитывают по формуле: V = S × h, где S — площадь в м², h — проектная толщина слоя в метрах. Заказной объём щебня дополнительно корректируют на уплотнение и технологические потери: V заказа = S × h × K.

Для площадки 10 × 3 м при толщине слоя 0,15 м геометрический объём составит: 10 × 3 × 0,15 = 4,5 м³. При коэффициенте 1,10–1,30 потребуется от 4,95 до 5,85 м³ щебня.

Коэффициент 1,10–1,30 зависит от фракции 5–20, 20–40 или 40–70 мм, ровности и плотности основания, влажности материала, числа проходов катка или виброплиты. На рыхлом грунте часть щебня уходит в основание. Крупная фракция образует больше пустот, а при расклинцовке расход меняется из-за заполнения межзернового пространства. Точное значение берут из проекта или определяют на пробном участке.

Калькулятор объёма

• Длина и ширина: укажите размеры участка в метрах. Для площадки сложной формы разделите её на прямоугольники и сложите площади.
• Толщина: вводите толщину готового уплотнённого слоя. Например, 150 мм = 0,15 м.
• Коэффициент: используйте значение 1,10–1,30 либо показатель из проекта.
• Результат: калькулятор должен показывать геометрический и заказной объём в м³.

Переводить кубометры в тонны нужно по насыпной плотности из паспорта конкретной партии: масса = объём × насыпная плотность. Универсальное значение использовать нельзя. Плотность различается у гранитного, гравийного и вторичного щебня, а также меняется из-за влажности, формы зерна и содержания мелочи.

Частая ошибка при заказе — умножать площадь на толщину в миллиметрах или считать слой без коэффициента. При приёмке сверяют заявленный объём или массу, фракцию и насыпную плотность в документах. Если поставка идёт в тоннах, заранее уточняют, какая плотность принята для пересчёта.

При приёмке проверяют документы, массу и состояние партии

До разгрузки нужно сверить с заказом фракцию 5–20, 20–40 или 40–70 мм, породу, объём в м³ или массу в т, а также документ о качестве партии.

• Сверьте договор и спецификацию. В них должны совпадать наименование материала, порода — гранитный, гравийный или вторичный щебень, фракция, марка прочности, например М800, М1000 или М1200, морозостойкость, лещадность, объём либо масса. Выбор только по цене часто приводит к поставке материала с неподходящими характеристиками.
• Проверьте транспортный документ. Сопоставьте отправителя, получателя, номер машины, место погрузки и наименование груза. Для нескольких рейсов документы проверяют по каждой машине, иначе партии с перевалки легко перепутать.
• Запросите весовой талон при учёте в тоннах. В нём указывают массу автомобиля с грузом, массу пустого автомобиля и массу щебня. Тонны нельзя напрямую приравнивать к м³: насыпная плотность зависит от породы, фракции, влажности и количества пустот.
• Получите документ о качестве партии. В нём проверяют заявленные показатели и реквизиты применённого стандарта. Для щебня из плотных горных пород указывают ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия». Протокол испытаний предоставляют по запросу, если показатели нужно подтвердить лабораторно.
• Осмотрите материал до разгрузки. Проверьте однородность, наличие глины, грунта, мусора, снега и заметного избытка пыли. Загрязнение меняет фактический расход и ухудшает работу слоя или бетона.
• Не определяйте фракцию и лещадность на глаз. В кузове крупные зерна заметнее мелких, а после перевозки материал частично расслаивается. Соответствие диапазону 5–20, 20–40 или 40–70 мм подтверждают рассевом, лещадность — испытаниями.
• Учитывайте уплотнение при заказе. Объём рыхлого щебня после укладки уменьшается. Заказ без коэффициента уплотнения создаёт недостачу на объекте. Коэффициент зависит от фракции, породы, влажности, толщины слоя и применяемой техники.
• Не принимайте замену без согласования. Другую фракцию, породу или марку прочности согласуют с проектировщиком. Даже близкие по размеру материалы могут по-разному уплотняться и работать в конструкции.