Гранитный щебень: основные свойства, разновидности, особенности производства и сфера применения

Гранитный щебень относится к категории натуральных материалов, которые применяются в ландшафтном дизайне и строительной отрасли. Он обладает своими отличительными качествами, с которыми стоит ознакомиться более подробно.

Описание

Щебень гранитный — это нерудный материал сыпучего типа, который широко востребован в строительной области. Технология его изготовления заключается в добыче и дроблении минерала на мелкие фракции с помощью специального оборудования.

Такой материал состоит из шпата полевого, слюды и кварца. Он обладает большим ассортиментом красных и серых оттенков, в зависимости от пропорционального содержания различных компонентов.

Гранитный щебень в отличие от гравийного аналога характеризуется более высокими прочностными параметрами, морозостойкостью и водонепроницаемостью. За счет классификации данной продукции в соответствии с ГОСТами под номерами 7392-2002 и 8267-93, для каждой отдельной отрасли использования можно выбрать конкретный материал.

Процесс изготовления гранитного щебня

Данный материал производится искусственным способом. При этом добывается лишь его начальное сырье — порода горного минерала. Продукция выпускается за счет использования специальных агрегатов для дробления и сортировки.

Добыча исходного камня

Для изготовления щебня применяются разные минералы — известняк, мрамор и гранит. Это зависит от конкретной разновидности продукции, которую необходимо получить. Щебень гранитный производится из вулканогенного сырья — затвердевшей магмы.

Вначале осуществляется подготовка карьера — снимается верхний пласт дерна и почвы. Глыбы гранита изымаются из грунта за счет взрыва и применения специального технического оборудования. При этом крупные минералы сразу разделяются на более мелкие фракции.

Изготовление щебня бывает целенаправленным или побочным. При производстве целенаправленным методом выпускается материал с высокими качественными характеристиками и большой стоимостью. Второй вариант подразумевает получение щебня в качестве дополнительного материала при добыче других минералов или производстве иной продукции.

Для добычи каменной породы используется несколько методов:

• Буроклиновой — такой способ считается устаревшим, и в настоящее время он применяется не так часто. Вначале размечаются контурные очертания глыбы, потом по ним выполняется бурение скважин. Затем проводится закладка кольев. После этого за счет ударов по колышкам происходит отделение нужного блока, согласно отмеченным контурам. Таким способом, как правило, осуществляется добыча пород с максимальным уровнем твердости. Минус — этот метод годится лишь для пород с небольшими размерными параметрами.
• Бурогидроклиновой — относится к модернизированному буроклиновому способу. Порода добывается аналогично предыдущему варианту, только вместо стальных клиньев применяются гидроклинья, в которых под высоким давлением находится вода. В пробуренных отверстиях происходит равномерное расширение гидроклиньев. Данной технологией добываются фракции минералов крупного размера в местах с наиболее трудным доступом. Главный плюс такого метода состоит в отсутствии вибрации и шумности, потому что структурный состав каменной породы практически полностью сохраняется.
• Камнерезный — данный способ считается наиболее дорогостоящим, однако он является самым эффективным. За счет использования определенного оборудования происходит отпиливание крупногабаритных блоков непосредственно в самом карьере. Камнерезные агрегаты обладают дисковыми или канатными пилами со специальными алмазными наконечниками. Используя такой метод, формируются глыбы необходимого размера и конфигурации. При этом на их поверхности отсутствуют трещины и сколы.
• Буровзрывной — этот способ наиболее распространенный при добыче руд и горных пород. На поверхности камня пробуривается специальное отверстие, в которое устанавливается взрывчатка. Во время взрыва происходит раскалывание минерала на куски. При этом наиболее крупные из них подвергаются последующей переработке. Такая технология подразумевает наличие точных расчетов, так как ошибочные действия могут стать причиной нецелесообразных расходов. При использовании большого объема взрывчатки можно полностью испортить каменную породу, а при ее недостаточном количестве — могут получиться очень крупные куски, которые надо будет подвергать повторному раскалыванию. Такой метод является наиболее экономичным, но в то же время и самым разрушающим.

Процедура дробления

После добычи куски минералов транспортируются в бункеры для последующей переработки. Затем фрагменты камней поступают на питатели, за счет которых выполняется равномерная подача материала в дробильное оборудование.

Сначала камни обладают размерами от 50 см, в готовом виде выходит материал с параметрами от 0,5 до 12 см. Для получения камней с необходимыми габаритами, этап измельчения может выполняться до 4-х раз. Дробление бывает:

• Мелкое — с получением фракций до 4 см.
• Среднее — с получением фракций до 10 см.
• Крупное — с получением фракций до 30 см.

На производстве, оснащенном новейшим оборудованием, процедура дробления часто выполняется совместно с процессом сортировки. При этом каждый этап предусматривает предварительную сортировку, при которой самые большие минералы отделяются от наиболее мелких камней. Далее в оборудование поступают лишь минералы, которым необходимо более мелкое дробление.

Для измельчения гранитного щебня применяются такие типы агрегатов:

• Конусные дробилки — используются для раздробления гранита на куски среднего и мелкого размера. Такое оборудование обладает сложной конструкцией — в стационарном конусном резервуаре располагается вращающийся конус с вершиной, направленной вверх. Посредством определенной воронки минералы попадают в специальную емкость. При этом подвижной конус, за счет вращения и сближения с конусом стационарным, выполняет измельчение камней.
• Щековые дробилки — используются на начальном дробильном этапе. Суть их действия состоит в раздавливании материала безударным способом. Агрегат состоит из двух щек (плит). Между ними располагают куски гранитного камня. Потом за счет сближения щек происходит измельчение гранита.
• Валковые дробилки — рабочий процесс выполняется аналогично щековому оборудованию. Однако вместо плит агрегаты оснащены специальными встроенными валами, которые поворачиваются в разные стороны. Вал может иметь рифленую, зубчатую или гладкую поверхность.
• Роторные дробилки — суть действия данных дробильных агрегатов состоит в воздействии ударного характера. Оборудование напоминает камеру, с расположенными по бокам отбойными панелями. В центре размещается роторное устройство, к которому фиксируются лопатки. Гранитный камень, который попадает в дробилку, упирается в отбойные панели. Принцип действия такого агрегата характеризуется избирательной работой, за счет которой больший объем минералов (до 80%) на выходе имеет конфигурацию куба.
• Молотковые дробилки — данные устройства аналогичны по своей конструкции с роторными аппаратами, однако в них используются не лопатки, а молотки. Обычно такое дробильное оборудование применяется для мягких горных пород.
• Центробежные дробилки — представлены в виде специальных центрифуг. В них происходит удар камней между собой и о стенки агрегата в условиях высокого скоростного режима. Такое устройство предусмотрено для работы с кусками камней не более 10 см.

Процедура сортировки

После прохождения процесса дробления каменная порода попадает на специальные вибрационные сортировочные сита. Они имеют названия «грохотов» из-за сильного шума в ходе действия.

Существующие типы сортировки:

• Предварительная — в этом случае происходит отделение дефектных кусков камней и которым не требуется размельчение. Такая сортировка выполняется непосредственно перед этапом дробления.
• Контрольная — осуществляется после процедуры дробления. При этом отделяются камни, которым необходимо вторичное дробление.
• Товарная — данный тип сортировки проводится перед отправкой гранитного щебня в реализацию.

Технические характеристики

• Лещадность — уровень плоскости гранитного минерала. Он определяется присутствием в структурном составе камня включений в виде пластин и игл. Данная характеристика обуславливает адгезию щебенки с различными материалами. Чем ниже степень лещадности, тем качественнее гранит.
• Плотность насыпная — этот показатель определяет объем пористости камней и пустот между фракциями (удельную массу на 1 кв. м в натуральном состоянии). От него зависит вес материала, условия транспортировки и хранения изделия, а также количество цементного раствора, необходимого в процессе строительных работ. Чем больше уровень плотности, тем меньше понадобится смеси.
• Прочность — данный параметр берется в расчет при строительстве крупных объектов. Его максимальный показатель определяется за счет сжатия щебня. На основании существующего ГОСТа процентное содержание минералов с низким уровнем прочности не должно превышать 5 ед.
• Уровень радиоактивности — данную характеристику необходимо учитывать при подборе поставщика материала. Стоит помнить, что гранитный щебень является источником радиации. Кроме того, он имеет свойство ее накопления.
• Коэффициент адгезии — это значение определяет уровень сцепки щебеночного материала с разными видами веществ. Наибольший показатель адгезии имеет минерал серого цвета.
• Морозоустойчивость — данное качество обуславливает количество циклов замораживаний/оттаиваний, которым обладает щебень. Эта величина имеет маркировку символа «F». Около него имеется цифра, указывающая число цикличности, к примеру, F100, F150, F200.

Положительные и отрицательные качества гранитного щебня

Плюсы

• Несложная обработка, за счет отличного взаимодействия с разными сцепляющими компонентами.
• Высокий уровень твердости и прочности, так как гранит обладает максимальным показателем данного параметра.
• Практичность и универсальность. Такой материал годится для использования в разных областях и сферах деятельности.
• Малый уровень водопоглощения. Данное качество имеет большое значение в строительстве, потому что гранитный щебень не деформируется от агрессивного воздействия повышенной влажности.
• Эстетичность и привлекательность. Этот материал смотрится, как природный минерал с наличием разноцветных вкраплений — белых, серых и черных. Благодаря этому он нередко применяется в качестве декоративной отделки.
• Долговечность, высокая стойкость к морозам и истиранию.

Минусы

• Обладает трудоемким процессом производства.
• Является дорогостоящим изделием.
• В нем могут содержаться опасные вещества.

Маркировка и разновидности

Выпускается 5 сортов гранитного щебня:

1. Сорт М200 — минимальный уровень прочности.
2. Сорт М300-600 — низкий процент прочности.
3. Сорт М600-800 — средний показатель прочности.
4. Сорт М800-1200 — высокая прочность.
5. Сорт 1200-1400 — максимальный уровень прочности.

Расцветка гранита бывает красной, розовой, серой или белой, в зависимости от региона, где он добывался. Цветовые оттенки могут иметь множество вкраплений в фактурном составе минеральной породы.

Щебенка в заводских условиях проходит следующую обработку:

• Пропитку битумом. Такой щебень используется при возведении дорожных полотен. При этом он обрабатывается битумной смесью или дегтем в специальном смесителе для асфальта. Битумный щебень обладает непродолжительным сроком хранения. Поэтому он должен после изготовления сразу же транспортироваться на место проведения рабочих процессов.
• Промывку. С помощью нее материал очищается от глины и пыли. Данная обработка выполняется, когда имеется превышение допустимого объема этих частиц в составе щебенки. Процедура промывки является дорогостоящей и сложной. Кроме того, после нее требуется просушка материала. Промытый гранитный щебень производится нечасто и лишь для конкретных целей.
• Галтовку (шлифовку). Щебень галтованный — это материал, который за счет механического воздействия, обладает сглаженными краями. Он обычно используется в декоративных целях. Процесс обработки выполняется в специальном барабане для галтования. В него помещается вода, абразивные составы и природный гранит. Процедура шлифования осуществляется из-за трения всех составляющих компонентов между собой. Это довольно дорогостоящий этап. По этой причине галтованный щебень производится только по специальному заказу.
• Окрашивание. Эта обрабатывающая технология тоже используется лишь в качестве декора. Причем она может выполняться как в домашних, так и заводских условиях. Разноцветный гранитный щебень производится только по индивидуальному заказу небольшими партиями. Однако необходимо не забывать, что даже наиболее высококачественная краска по истечении определенного времени может начать отслаиваться и потускнеть.

Размеры фракций

Имеется несколько параметров фракций гранитного щебня. Перечень стандартных размеров:

• Не более 300 мм — применяется крайне редко в роли отделочного элемента при декоре бассейнов, ограждений или водоемов.
• Не более 70 мм — материал с большими размерами фракций, который предназначается для изготовления крупных конструкций из бетона.
• Не более 60 мм — обычно используется при укладке полотен железнодорожных путей. В других отраслях практически не применяется.
• Не более 40 мм — используется при изготовлении ЖБ изделий, возведении дорог, домов, оснований, железнодорожных и трамвайных полотен.
• Не более 20 мм — пользуется большим спросом. Подходит для вышеописанных целей, а также для строительства фундаментов, мостов и дорожных полотен различного назначения.
• Не более 10 мм — обладает мелкими фракциями с минимальным содержанием пыли. Такой материал является доступным и применяется для оптимизации главных компонентов различных смесей. Он используется для изготовления цементной продукции.
• Не более 5 мм — это отсев гранита. Чаще всего это изделие применяется как декоративная обсыпка — при обустройстве спортивных площадок или дорожек. Оно также используется при изготовлении бетона с эффектом «вымытого».

Особенности сертификации

Щебень гранитного типа в обязательном порядке подвергается множеству различных экспертиз при сертификации. К примеру, он обязан соответствовать санитарным и гигиеническим требованиям. В нем не должно присутствовать значительного объема опасных составов.

Область использования

За счет большого числа разновидностей гранитный щебень применяется:

• В строительной сфере — для изготовления дренажа, бетона, укрепления грунта под фундаментом, выравнивания площадок и участков.
• В дорожной отрасли — для укладки железнодорожных путей, асфальтированных и грунтовых дорожных полотен.
• Для обустройства территорий — при укладке дорожек и тропинок, выездных зон, а также для отсыпки спортивных площадок и парковок.
• В ландшафтном дизайне — при оформлении альпийских горок, габионов, искусственных водоемов и цветников.
• В производственной отрасли — при изготовлении ЖБ продукции, брусчатки и минеральных сыпучих составов.
• Для инженерных работ — при строительстве путепроводов, дамб, плотин и мостов.

Гранитный щебень не относится к категории дешевой продукции, однако его отличные прочностные свойства и возможность подбора оптимального размера полностью оправдывают высокую стоимость. Использование данного материала в строительной отрасли является гарантией надежности и долговечности конструкций.