Испытание щебня и гравия

Щебень и гравий, являясь разновидностями крупнообломочного грунта, находят широкое применение в строительной сфере. Крупнообломочные грунты классифицируются по ряду признаков, основными из которых являются минералогический состав (известняковый или гранитный щебень), а также гранулометрический состав (фракции 5-20 мм, 20-40 мм, 40-80 мм и т.д.). С позиций ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ», щебнем называется сыпучий материал с размером отдельных частиц более 5 мм и получаемый путем дробления валунов и глыб горных пород. Гравий характеризуется такими же требованиями к зерновому составу, однако отличается от щебня более низкими прочностным показателям и морозостойкостью. Вследствие этого применение гравия ограничивается, как правило, дорожными работами по устройству оснований из песчано-гравийных смесей (ПГС). Также гравий может быть использован для производства стандартных бетонов классов по прочности на сжатие до В25, при укреплении слабых грунтов в котлованах, устройстве подготовки под полы на грунте. Таким образом, как видно из вышеизложенного, гравий может успешно применяться в строительстве наряду с щебнем. Особенно данное обстоятельство становится актуальным при дефиците в регионе строительства качественных нерудных материалов. На основе технико-экономического обоснования проектная организация может назначить использование при производстве строительных работ местных недорогих и незначительно уступающих по качеству крупнообломочных грунтов.

В ряде случаев требуется подтверждение качества применяемого щебня путем проведения испытаний по отдельным параметрам. В таких случаях для выполнения этой задачи привлекается испытательная строительная лаборатория, которая производит отбор проб нерудных материалов на стройплощадке или на предприятии-изготовителе. Далее в лабораторных условиях производятся их дальнейшие испытания. Проведение испытаний щебня и гравия, применяемых как в дорожном, так и в промышленном и гражданском строительстве, осуществляется по ГОСТ 8267.0-97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний». В число основных контролируемых параметров, как правило, входят зерновой состав, влажность, водопоглощение, содержание пылевидных и глинистых частиц, насыпная плотность, содержание глины в комках, содержание зерен игловатой и лещадной формы. В отдельных случаях, производят проверку соответствия марок по прочности, истираемости и морозостойкости щебня (гравия) заявленным в паспорте предприятия-изготовителя. Здесь следует отметить, что указанные параметры при проведении входного контроля проверяются по документам о качестве нерудных материалов, предоставляемыми поставщиком на каждую партию.

В целом, при производстве испытательных работ щебня или гравия, строительная лаборатория реализует следующий алгоритм действий. После отбора нескольких точечных проб на объекте строительства или в карьере, их объединяют в общую пробу. В дальнейшем методом квартования в лабораторных условиях получают аналитическую пробу, которую используют для проведения дальнейших испытаний. В соответствии с техническим заданием на производство испытательных работ и методиками ГОСТ 8267.0-97, выполняется определение необходимых физико-механических характеристик щебня (гравия). На основании полученных результатов делается заключение о соответствии испытанной пробы требованиям ГОСТ 8267-93.

При отсутствии должной информации по качеству исследуемого крупнообломочного грунта для оформления заявки на проведение испытаний и формирования комплекса испытательных работ необходимо понимать с какой целью планируется применять щебень или гравий. Например, для определения качества щебня или гравия и возможности его потенциального использования при реализации определенных строительных работ, важно знать какое количество содержится в нем пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен. Чем меньше в щебне лещадных и игловатых зерен, тем лучше он поддается уплотнению, и, соответственно, тем проще будет производить его укатку при устройстве дорожной одежды. Если щебень используется для производства бетонов, то повышенное содержание в его зерновом составе «лещадки» может снизить прочностные показатели бетонных изделий и конструкций. Данный вид испытаний производится с применением специального передвижного шаблона или штангенциркуля. Содержание «лещадки» определяется для каждой фракции щебня (гравия), полученной после просеивания общей пробы. В данном контексте не менее важными характеристиками щебня являются содержание в нем глинистых и пылевидных частиц, глины в комках. Следует понимать, если речь идет о производстве бетонной смеси, данные параметры могут в значительной степени повлиять на сроки схватывания и набор прочности бетона при твердении в монолитных конструкциях. На предприятиях по выпуску БСТ, как правило, ведется контроль качества поступающих на производство инертных заполнителей. В случаях изготовления бетонной смеси на стройплощадке, возникает необходимость оборудовать стационарные лабораторные посты, либо при незначительном объеме монолитных работ производить выборочный контроль сырьевых материалов с привлечением испытательной строительной лаборатории.

При строительстве автодорог и при возведении ж/д насыпей возникает необходимость проверки качества уплотнения основания из крупнообломочного грунта. Верхние рабочие слои дорожной одежды должны быть хорошо уплотнены. Требования нормативных документов в этой области довольно жесткие. Делается это, прежде всего, с целью предотвращения проседания слоев насыпи и разрушения асфальтобетонного покрытия дороги под действием природно-климатических факторов. Процедура лабораторного контроля в данном случае осуществляется в соответствии с СП 78.13330.2012 «Автомобильные дороги». Одним из распространенных с точки зрения практики дорожного строительства способов оценки степени уплотнения крупнообломочных грунтов, ПГС и ЩПС является проведение испытаний по определению плотности в нескольких местах насыпи методом лунки по ГОСТ 28514-90 «Строительная геотехника. Определение плотности грунтов методом замещения объема» и сравнение полученных данных с величиной требуемой плотности. На основании результатов полевых испытаний делается заключение о соответствии фактической степени уплотнения требованиям нормативов.

Виды испытаний щебня и гравия, а также нормативно-технические документы, регламентирующие их реализацию, приведены ниже в таблице.

Испытание щебня и гравия. Определение физических характеристик, контроль плотности щебеночных, ЩПС, ПГС оснований

№ п/п Наименование ИР и услуг Нормативные документы
1 Содержание пылевидных и глинистых частиц ГОСТ 8269.0-97
ГОСТ 8267-93
2 Содержание глины в комках
3 Влажность
4 Насыпная плотность
5 Водопоглощение
6 Плотность щебня, ЩПС, ПГС методом замещения объема ГОСТ 28514-90