Истираемость щебня — один из ключевых показателей, определяющих долговечность дорожных покрытий, балластного слоя железных дорог и бетонных конструкций. Этот параметр характеризует способность материала сопротивляться истирающим и ударным нагрузкам, возникающим при эксплуатации. В данной статье разберем, что такое марка истираемости, как ее определяют, какие существуют классификации и почему этот показатель критически важен для строительной отрасли.
Что такое истираемость, нормативная база
Истираемость — способность каменного материала сопротивляться истирающим усилиям, то есть постепенному разрушению поверхности под действием трения и ударов. Количественно она выражается потерей массы пробы щебня после испытания в специальном устройстве, полочном барабане или при испытании на микро-Деваль, и измеряется в процентах.
Чем выше твердость и прочность породы, тем ниже истираемость и, соответственно, выше долговечность щебня в конструкции.
В России и странах СНГ истираемость щебня регламентируется несколькими стандартами:
| Документ | Что регулирует |
| ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия» | Устанавливает марки по истираемости для щебня и гравия, применяемых в строительстве |
| ГОСТ 8269.0-97 «Методы физико-механических испытаний» | Описывает методику определения истираемости в полочном барабане |
| ГОСТ 33024-2014 «Определение сопротивления истираемости по показателю микро-Деваль» | Регламентирует метод испытания для щебня, используемого в дорожном строительстве |
| ГОСТ Р 54748-2011 «Щебень из плотных горных пород для балластного слоя железнодорожного пути» | Устанавливает требования к маркам истираемости для железнодорожного балласта |
Отдельно стоит упомянуть ГОСТ 23845-86, содержащий классификацию пород по истираемости, которая исторически использовалась для оценки качества щебня.
Методики определения истираемости
Существуют два основных метода оценки истираемости щебня: полочный барабан (отечественная практика) и микро-Деваль (европейская и современная российская практика для дорожного строительства).
Метод полочного барабана (ГОСТ 8269.0-97)
Суть метода: пробу щебня загружают в стальной барабан вместе со стальными или чугунными шарами. При вращении барабана зерна щебня подвергаются ударным и истирающим воздействиям. После испытания определяют потерю массы пробы.
Требуемое оборудование:
- Полочный барабан диаметром 700±5 мм, длиной 500±5 мм, с внутренней полкой шириной 100±5 мм.
- Стальные или чугунные шары диаметром 48±2 мм, массой 405±10 г каждый — 12 штук.
- Сита с отверстиями 5 мм и контрольное сито № 1,25.
Порядок испытания:
Отбирают две аналитические пробы массой по 5000±10 г каждая.
- Пробу загружают в барабан вместе с шарами (количество шаров зависит от фракции).
- Барабан вращают со скоростью 30–33 об/мин в течение определенного числа оборотов.
- По окончании испытания содержимое просеивают через сито 5 мм и контрольное сито № 1,25.
- Остатки на ситах соединяют и взвешивают.
Число шаров и оборотов зависит от фракции щебня:
| Фракция, мм | Число шаров, шт. | Число оборотов |
| От 5 до 10 | 8 | 500 |
| Св. 5 до 15 | 9 | 500 |
| Св. 10 до 20 | 11 | 500 |
| Св. 20 до 40 | 12 | 1000 |
Формула расчета истираемости:
И=(m−m1)/m⋅100
где:
- ИИ — истираемость, %.
- m — масса пробы щебня до испытания, г.
- m1 — суммарная масса остатков на сите с отверстиями 5 мм и контрольном сите, г.
За результат принимают среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний.
Метод микро-Деваль (ГОСТ 33024-2014)
Данный метод моделирует условия истирания щебня в дорожном покрытии под действием колес автомобилей. Испытание проводится в барабане с водой и стальными шарами, что позволяет оценить сопротивление зерен щебня истиранию в водной среде.
Основное отличие: метод микро-Деваль дает более точную оценку для дорожного строительства, поскольку учитывает водную среду и отличается от полочного барабана условиями нагружения.
Классификация щебня по истираемости
Согласно ГОСТ 8267-93, щебень и гравий подразделяют на четыре марки по истираемости.
| Марка | Потеря массы при испытании, % (щебень) | Потеря массы при испытании, % (гравий) |
| И1 | До 25 включительно | До 20 включительно |
| И2 | 25 до 35 | 20 до 30 |
| И3 | 35 до 45 | 30 до 40 |
| И4 | 45 до 60 | 40 до 50 |
Чем ниже номер марки, тем выше износостойкость материала. Марка И1 соответствует самому прочному щебню.
Разные типы горных пород демонстрируют различную истираемость. Традиционная классификация (по ГОСТ 23845-86 и справочным данным).
| Группа пород | Класс щебня | Марка по дробимости | Марка по истираемости |
| Изверженные (граниты, базальты, габбро) | 1 | 1200 | И1 |
| 2 | 1000 | И2 | |
| 3 | 800 | И3 | |
| 4 | 600 | И4 | |
| Метаморфические (кварциты, гнейсы) | 1 | 1200 | И1 |
| 2 | 1000 | И2 | |
| 3 | 800 | И3 | |
| 4 | 600 | И4 | |
| Осадочные карбонатные (известняки, доломиты) | 1 | 1000 | И1 |
| 2 | 800 | И2 | |
| 3 | 600 | И3 | |
| 4 | 300 | И4 |
Практические наблюдения:
- Базальтовый щебень показывает наименьшую потерю массы при истирании, он наиболее износостоек.
- Гранитный щебень также отличается высокой износостойкостью, но может уступать базальту.
- Известняковый щебень имеет более высокую истираемость, особенно при испытании в водной среде (микро-Деваль).
ГОСТ Р 54748-2011 устанавливает особые требования к щебню для балластного слоя железнодорожного пути:
- Щебень категории I (повышенные физико-механические характеристики) — марка Иб1 или Иб2.
- Щебень категории II — марка Иб3.
Это связано с тем, что балластный слой испытывает постоянные динамические нагрузки от подвижного состава, и низкая истираемость здесь критически важна.
От чего зависит данный параметр
Истираемость щебня определяется комплексом факторов, которые можно разделить на несколько групп.
Минералогический состав. Породы, состоящие из твердых минералов (кварц, полевые шпаты), обладают более высокой износостойкостью. Наличие мягких минералов (слюда, глинистые минералы) снижает сопротивление истиранию.
- Увеличение содержания полевого шпата негативно влияет на прочность при ударе.
- Повышенное содержание слюды (до 35% от объема) в сочетании с мелким зерном может положительно влиять на сопротивление гранитоидов механическому воздействию.
Структура и текстура породы:
- Мелкозернистые породы более износостойки, чем крупнозернистые с той же пористостью.
- Породы с мелкокристаллической структурой (размер зерен ≤ 1 мм) демонстрируют повышенную устойчивость к износу по сравнению со средне- и крупнозернистыми
- Характер сцепления между зернами и матрицей также важен, прочные связи повышают износостойкость.
Пористость — один из значимых геологических факторов, контролирующих истираемость. Чем выше пористость, тем ниже сопротивление истиранию. Это объясняется тем, что поры ослабляют структуру и создают концентраторы напряжений.
Хотя форма зерен не является важным фактором для истираемости, чрезмерно вытянутые и пластинчатые зерна (с высоким соотношением F/E) легче разрушаются при ударных нагрузках.
Истираемость зависит от размера фракции: для крупных фракций (20–40 мм) число оборотов барабана увеличивается до 1000, что отражает более высокие нагрузки. При испытании смеси фракций истираемость определяют как средневзвешенное значение.
Почему истираемость важна
Истираемость напрямую влияет на долговечность дорожного покрытия. Щебень, используемый в верхних слоях асфальтобетона и в основаниях дорожных одежд, подвергается постоянному истирающему воздействию от колес автомобилей. Низкая износостойкость приводит к:
- Колееобразованию — появлению продольных впадин на покрытии.
- Снижению шероховатости — повышению скользкости дороги
- Преждевременному разрушению покрытия.
Исследования подтверждают, что прочность и износостойкость щебня существенно влияют на износостойкость асфальтобетонов в целом. Без знания сопротивления материала истиранию невозможно спроектировать экономичное и долговечное дорожное покрытие.
Щебень для балластного слоя железных дорог испытывает экстремальные динамические нагрузки от проходящих поездов. Истираемость зерен приводит к:
- Загрязнению балласта мелкой фракцией
- Снижению дренирующей способности
- Потере устойчивости пути
Именно поэтому для щебня категории I установлены самые жесткие требования — марки Иб1 или Иб2.
Щебень в бетонах выполняет функцию крупного заполнителя. Если истираемость высока, поверхностный слой бетона будет быстро разрушаться, оголяя заполнитель, что особенно критично для:
- Промышленных полов.
- Гидротехнических сооружений.
- Дорожных покрытий из цементобетона.
Выбор щебня с оптимальной истираемостью позволяет снизить стоимость строительства за счет:
- Уменьшения толщины конструктивных слоев.
- Увеличения межремонтных сроков.
- Снижения затрат на ремонт и содержание.
Истираемость вторичного щебня
Вторичный щебень, получаемый дроблением бетонных и железобетонных конструкций, кирпича и других строительных отходов, все активнее используется в строительстве. Его истираемость существенно ниже, чем у щебня из плотных горных пород, что накладывает серьезные ограничения на области применения. Рассмотрим ключевые особенности этого материала.
Марка вторичного щебня по истираемости, определяемая в полочном барабане, обычно находится в диапазоне И3–И4. Конкретные значения зависят от исходного материала и фракции:
| Исходный материал | Фракция, мм | Марка по истираемости |
| Бетон класса В12,5 | 5–10 и 10–20 | И4 |
| Бетон класса В20 и В30 | 5–10 и 10–20 | И3 |
| Бетон класса В12,5 | 20–40 | И2 |
| Бетон класса В20 и В30 | 20–40 | И2 |
Чем крупнее фракция и выше класс исходного бетона, тем ниже истираемость. Мелкие фракции (5–20 мм) показывают худшие результаты, поскольку содержат большее количество цементно-песчаного раствора, отслоившегося от поверхности зерен заполнителя.
При испытании по методу микро-Деваль вторичный щебень демонстрирует еще более высокие потери, они превышают 30%, что существенно выше допустимого порога для природных материалов.
На истираемость вторичного щебня влияют три группы факторов:
- Прочность исходного бетона. Чем выше класс бетона, тем прочнее зерна заполнителя и тем меньше остается на их поверхности слабого цементно-песчаного раствора. Показательно, что дополнительная механическая обработка (прокручивание в бетоносмесителе) снижает потери массы на истирание, но марка при этом часто остается в прежних пределах.
- Наличие отслоившегося раствора. Основная причина повышенной истираемости вторичного щебня — остатки цементно-песчаного камня на поверхности зерен. Именно эти частицы разрушаются в первую очередь при испытаниях. В петрографическом составе вторичного щебня доля кусков раствора может достигать 62–72%.
- Водопоглощение. Вторичный щебень отличается высоким водопоглощением, оно может превышать нормативные значения в 5–6 раз по сравнению с требованиями для бетонов марок F200 и выше. Это косвенно указывает на развитую пористость, которая снижает сопротивление истиранию.
Действующие нормативные документы устанавливают ряд прямых запретов на использование вторичного щебня в ответственных конструкциях. Согласно новым стандартам, вступившим в силу с 2026 года, вторичный щебень запрещено применять:
- в гидротехническом строительстве;
- в дорожных покрытиях общего пользования;
- в водонасыщенных грунтах.
Кроме того, вторичный щебень из кирпича и лома бетона не допускается использовать при строительстве железнодорожных и автомобильных дорог из-за недостаточной прочности, а также при изготовлении высокопрочных бетонов.
По водостойкости вторичный щебень часто относится к неводостойким материалам, поскольку потери при испытаниях превышают нормативную величину 3%.
Несмотря на ограничения, вторичный щебень находит применение там, где не требуются высокие показатели истираемости:
| Область применения | Допустимость | Примечание |
| Благоустройство территорий | Разрешено | Отсыпка площадок, подсыпка под тротуары |
| Основания и засыпки | Разрешено | При условии соответствия техническим условиям производителя |
| Производство бетонных изделий класса до B25 | Разрешено | Для неответственных конструкций |
| Нижние слои дорожных оснований | Ограниченно | Только для дорог низких категорий |
| Дорожные покрытия общего пользования | Запрещено | В соответствии с действующими нормативными требованиями |
| Железнодорожный балласт | Запрещено | Из-за недостаточной прочности |
| Гидротехнические сооружения | Запрещено | В соответствии с действующими нормативными требованиями |
Производитель вторичного щебня обязан соблюдать технические условия и иметь сертификат соответствия, только при наличии этих документов материал может использоваться для подсыпки территорий и площадок при строительстве объектов.
Популярные вопросы
Что такое марка истираемости щебня?
Марка истираемости (И1, И2, И3, И4) — это условное обозначение, характеризующее износостойкость щебня. Чем ниже номер марки, тем выше сопротивление истиранию. Марка И1 означает, что потеря массы при испытании не превышает 25%.
Чем отличается полочный барабан от микро-Деваль?
Полочный барабан — традиционный отечественный метод сухого испытания с ударными нагрузками. Микро-Деваль — более современный метод, моделирующий истирание в водной среде, что ближе к реальным условиям эксплуатации дорожного покрытия. Результаты этих испытаний не всегда коррелируют напрямую.
Какой щебень самый износостойкий?
Наиболее износостойким является щебень из базальта и других плотных изверженных пород с мелкозернистой структурой. Базальтовый щебень показывает наименьшую потерю массы как при испытании в полочном барабане, так и при ударных нагрузках.
Можно ли использовать щебень марки И4 для дорожного строительства?
Марка И4 (потеря массы до 60%) соответствует щебню низкой прочности. Такой материал допустим только для нижних слоев оснований дорог низких категорий или для временных сооружений. Для верхних слоев покрытий требуется щебень не ниже И2 (для дорог с интенсивным движением И1).
Как часто нужно проверять истираемость щебня?
Испытания на истираемость проводятся при входном контроле каждой партии щебня, а также при периодических испытаниях в процессе производства. Для ответственных конструкций (мосты, взлетные полосы, железнодорожный балласт) — каждая партия.
Влияет ли истираемость на морозостойкость щебня?
Да, косвенно. Щебень с высокой истираемостью обычно имеет более высокую пористость и низкую прочность, что негативно сказывается и на морозостойкости. Однако, щебень может иметь высокую морозостойкость при удовлетворительной истираемости.
Истираемость щебня — интегральный показатель, отражающий минералогический состав, структуру и прочностные свойства исходной горной породы. Выбор щебня с оптимальной маркой истираемости позволяет обеспечить долговечность дорожных покрытий, надежность железнодорожного пути и качество бетонных конструкций. При проектировании и строительстве необходимо руководствоваться требованиями действующих нормативных документов — ГОСТ 8267-93, ГОСТ 8269.0-97 и ГОСТ 33024-2014, выбирая материал, соответствующий конкретным условиям эксплуатации.
В Великом Новгороде и Новгородской области заказать гравийный щебень с доставкой или купить гранитный щебень, требуемого уровня истираемости поможет ГК «Земстрой-Н». У нас в наличии на складе в городе всегда имеются различные виды и фракции щебня. Дополнительно, мы готовы проконсультировать вас по возможности использования материала на вашем объекте для конкретного вида строительных работ.
