Насыпная плотность щебня

Щебень - это сыпучий строительный материал неорганического происхождения с диаметром зерен от 5 до 100 мм. В зависимости от размера щебень разделяется на фракции. Для замешивания бетонной смеси используются зерна 3-8, 5-10, 5-20, 10-40, 20-40 мм. Для площадочных работ и в дорожном строительстве востребован материал с фракциями 20-40, 20-60, 40-70 мм. Зерна с размером более 70 мм используются при строительстве ж/д насыпей, гидротехнических сооружений. При покупке щебня важно знать его основные характеристики: плотность, марку по прочности и дробимости, морозоустойчивость, количество глинистых частиц, слабых и лещадных зерен, удельную радиоактивность. Важнейшим параметром при расчете необходимого количества щебня и организации его доставки на стройплощадку является насыпная плотность, которая, в отличие от средней плотности, не указывается в сопроводительной документации на партию.

Насыпная плотность щебня - что это?

Средняя плотность показывает, какой удельный вес имеет щебень объемом 1 м3 в естественном виде, т.е. с учетом всех имеющихся пустот между зернами. Средняя плотность определяется путем расчета с использованием математической формулы. Именно этот показатель указывается в паспорте на партию. Характеристика используется в инженерных расчетах, например при составлении рецептуры бетона, проектировании подстилающих слоев дороги и т.д.

Насыпная плотность - это соотношение массы сыпучего материала, находящегося в свободном рыхлом состоянии и его объема. Измеряется в кг/м3 и зависит от размера фракции.

Показатели истинной, средней, насыпной плотности щебня могут различаться. Т.к. истинная плотность практического значения не имеет, средняя - указывается в документах, то возникает вопрос: как определить насыпную плотность щебенки?

Как рассчитать насыпную плотность щебня?

Методика определения плотности регламентируется ГОСТ 8269.0-97. Для расчета необходима емкость с известным объемом и весы. Сущность методики заключается в определении веса пустой емкости и заполнении ее щебенкой с последующим взвешиванием. При заполнении сыпучий материал не подвергается утряске, усадке и утромбовки, находясь в естественном рыхлом состоянии. Мерная емкость наполняется до краев без горки. После наполнения емкость взвешивают и проводят простой расчет с применением физико-математической формулы:

Рн = (m1 - m2)/V

где: Рн - насыпная плотность в кг/м3, m1 - вес пустой емкости известного объема в кг, m2 - вес емкости, наполненной щебнем в кг, V - объем емкости в кубах (м3).

В лабораторных условиях в качестве мерных резервуаров используются разные по объему сосуды в зависимости от фракции щебня: до 5 мм - 1 литр, до 40 мм - 10 литров, более 40 мм - 20 литров. Расчеты ведутся в см3

Важно понимать, что расчет насыпной плотности, выполненный в условиях стройплощадки, является приблизительным. При его проведении могут быть допущены погрешности до 5-10% в зависимости от размера фракции: чем больше фракция, тем выше погрешность. Это связано с тем, что мелкие зерна ложатся более плотно друг к другу, а между крупными имеются зазоры, которые могут иметь разный размер при каждом насыпании.

Еще один способ узнать быстро насыпную плотность щебня - использовать специальные таблицы, в которых учитывается происхождение, вид и размер зерен.

Виды щебня и насыпная плотность

В зависимости от происхождения щебенка бывает гранитной, гравийной, известняковой, шлаковой и вторичной. От вида материала и фракции зависит плотность и вес 1 м3.

Гранитный щебень

Выпускается по ГОСТ 8267-93 при механическом дроблении гранитных скал, в состав которых входит гранит, полевой шпат, магма, слюда и пр. Фракции гранитного щебня 0-5, 5-20 называются щебеночной смесью (ЩПС). По общепринятым меркам ЩПС не относится к щебням. Самая мелкая фракция 5-20 пользуется повышенным спросом для производства бетонных растворов.

Насыпная плотность в зависимости от фракции в таблице:

Фракция (мм)	Насыпная плотность (кг/м3)	Удельный вес (т/м3)
5-20	1340	1,35
10-20	1390	1,38
20-40	1350	1,35
40-70	1370	1,37
70-120	1460	1,46

Гравийный щебень

Выпускается по ГОСТ 8267-93 дроблением гравия с последующим отсевом по фракциям. Материал используется в дорожном строительстве, для производства ЖБИ, в благоустройстве для подсыпки садовых дорожек и обочин. Гравий по прочности ниже, чем гранитный щебень.

Таблица насыпной плотности щебня:

Фракция (мм)	Насыпная плотность (кг/м3)	Удельный вес (т/м3)
5-20	1430	1,35
20-40	1550	1,52
40-100	1650	1,35
100-150	1730	1,55

Известняковый щебень

Производятся по ГОСТ 8267-93 при дроблении известняка (кальцита, доломита). Материал востребован в дорожном строительстве, производстве стройматериалов, устройстве дренажей.

Таблица насыпной плотности:

Фракция (мм)	Насыпная плотность (кг/м3)	Удельный вес (т/м3)
5-20	1250	1,24
20-40	1280	1,27
40-70	1330	1,32

Шлаковый и вторичный щебень

Щебень из шлака теплоэлектростанций по ГОСТ 26644-85, отходов металлургических комбинатов, предприятий химической промышленности имеет насыпную плотность не менее 1000 кг/м3. Показатель зависит от характеристик исходных материалов.
Вторичный щебень получается посредством механического дробления железобетона, кирпича и других прочных материалов. Показатели плотности в этом случае также зависят от размера фракции и свойств исходного сырья.

Зачем нужно знать насыпную плотность щебня?

Показатель насыпной плотности щебенки нужен при проведении взаимных расчетов между организациями поставщиками и потребителями щебня. С учетом насыпной плотности и удельного веса рассчитывается потребность в автотранспорте и ж/д вагонах для перевозки щебня. Информация необходима для расчета тоннажа самосвалов и тонаров, используемых для транспортировки сыпучих материалов, а также погрузочно-разгрузочной техники.

Зная насыпную плотность можно легко рассчитать объем, который займет сыпучий материал при разгрузке, что необходимо при организации мест хранения.

При использовании щебня для засыпки строительных конструкций насыпная плотность позволяет рассчитать несущую способность и выбрать оптимальную степень утрамбовки. При расчетах нужно учитывать коэффициент усадки щебня, который составляет 1,05…1,52 в зависимости от фракции. Усадка появляется не только при утрамбовке, но и при длительном хранении сыпучего материала. Средний коэффициент для гранитной, гравийной щебенки – 1,1.