Как выбрать ПГС для строительных работ

Песчано-гравийная смесь (ПГС) представляет собой осадочную горную породу, состоящую из песка и гравия в различных пропорциях. Добыча ПГС осуществляется, либо в карьерах с применением наземной техники (экскаваторы, погрузчики, грейдеры, самосвалы), либо со дна и берегов водоемов с использованием специализированного оборудования (насосы, земснаряды, плавучие грейферные установки).

В настоящем материале представлена систематизированная информация о применении ПГС в строительстве: рассматриваются основные области использования, требования действующих нормативных документов (ГОСТ) и ключевые критерии выбора смеси в зависимости от параметров состава. Приводится анализ эксплуатационных характеристик материала, включая его преимущества и ограничения как самостоятельного строительного продукта.

Дополнительно в рамках статьи рассматриваются обе разновидности песчано-гравийной смеси: природная песчано-гравийная смесь, поставляемая без дополнительной обработки, и обогащенная песчано-гравийная смесь (ОПГС), прошедшая технологическую переработку.

Применение песчано-гравийной смеси (ПГС) в строительстве

Песчано-гравийная смесь относится к категории многоцелевых строительных материалов. Наряду с использованием в дорожном ремонте, благоустройстве территорий, ландшафтном дизайне и в производственных целях, основная область ее применения сосредоточена в строительной отрасли, где материал востребован для широкого спектра технологических операций.

В рамках строительных работ ПГС применяется для решения следующих задач:

• приготовление бетонных смесей;
• устройство отмостки зданий;
• укрепление грунтовых оснований под фундаментами;
• формирование выравнивающих и несущих подушек различного назначения;
• обустройство дренажных систем;
• выполнение стяжки полов;
• обратная засыпка пазух котлованов и траншей;
• отсыпка парковок, строительство въездов на участок;
• бутование опорных столбов ограждений;
• вертикальная планировка и выравнивание рельефа участков.

Выбор ПГС для строительных работ

Качество применяемых материалов является определяющим фактором для всех видов строительства независимо от масштаба и назначения объекта (частное, многоэтажное, коммерческое или промышленное строительство). В этой связи выбор песчано-гравийной смеси должен осуществляться в строгом соответствии с установленными нормативными требованиями.

Основным документом, регламентирующим свойства ПГС и обогащенных песчано-гравийных смесей (ОПГС), является ГОСТ 23735-2014 «Смеси песчано-гравийные для строительных работ». Действие стандарта распространяется на смеси, предназначенные для устройства дренирующих слоев, обратной засыпки котлованов и траншей, формирования подушек под монолитные фундаменты, отсыпки оснований под площадки, а также для иных видов строительных работ, выполняемых согласно требованиям соответствующих строительных норм и правил.

Важно отметить, что положения ГОСТ 23735-2014 не применяются к песчано-гравийным смесям, используемым в качестве заполнителей для бетонов. В данном случае отдельный нормативный документ отсутствует, поэтому при выполнении бетонных работ рекомендуется руководствоваться требованиями ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ», который распространяется на заполнители для тяжелого бетона, дорожного и иного строительства.

Дополнительно регламентируются и компоненты ПГС:

• ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ». Указанный стандарт устанавливает требования к гравийной составляющей песчано-гравийных смесей. Документ регламентирует показатели прочности гравия, его морозостойкости, а также устойчивости к химическим воздействиям, что обеспечивает надежность материала при эксплуатации в различных условиях.
• ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ». Песчаный компонент ПГС должен соответствовать положениям данного ГОСТа, который определяет качественные характеристики песка, включая его гранулометрический (фракционный) состав и предельно допустимое содержание примесей. Использование песка с высокими показателями чистоты является обязательным условием для обеспечения расчетной долговечности и прочности бетонных конструкций.

Номенклатура контролируемых параметров песчано-гравийных смесей включает следующие характеристики:

• зерновой состав;
• содержание гравия, песка и валунов;
• наибольшая крупность зерен гравия;
• содержание пылевидных и глинистых частиц;
• содержание глины в комках;
• прочность гравийной составляющей;
• содержание зерен слабых пород в гравии;
• морозостойкость гравийной составляющей;
• модуль крупности песчаной составляющей;
• коэффициент фильтрации;
• насыпная плотность;
• удельная эффективная активность естественных радионуклидов.

Зерновой состав

Данный параметр определяет распределение частиц по крупности (фракциям) в составе песчано-гравийной смеси. Оценка зернового состава производится методом ситового анализа с использованием стандартных контрольных сит с различными размерами ячеек.

В соответствии с требованиями ГОСТ, зерновой состав ПГС характеризуется содержанием следующих фракций.

• Песчаная составляющая с размерами частиц:
• менее 0,16 мм;
• от 0,16 до 0,315 мм;
• от 0,315 до 0,63 мм;
• от 0,63 до 1,25 мм;
• от 1,25 до 2,5 мм;
• от 2,5 до 5,0 мм.

Гравийная составляющая с размерами зерен:

• от 5 до 10 мм;
• от 10 до 20 мм;
• от 20 до 40 мм;
• от 40 до 70 мм.

Валунная составляющая с размерами частиц:

• от 70 до 100 мм;
• от 100 до 150 мм.

Определение зернового состава является обязательной процедурой для каждой партии материала, предназначенной для использования в ответственных строительных работах. Данный показатель служит основным критерием, определяющим область применения конкретной смеси.

Содержание значительного количества валунов делает смесь малопригодной для бетонных работ, поскольку крупные включения затрудняют обработку бетонной смеси и снижают удобство укладки раствора.

Кроме того, такой материал характеризуется пониженной способностью к уплотнению, что исключает возможность формирования плотного и ровного выравнивающего слоя. Вместе с тем при бутовании опорных столбов ограждений применение смеси с повышенным содержанием валунов и крупных гравийных фракций является технологически обоснованным и предпочтительным.

Содержание гравия, песка и валунов

Данный показатель является количественным выражением зернового состава, определяемым по результатам лабораторных испытаний. Нормативные требования в части содержания компонентов установлены ГОСТ только для гравийной фракции, при этом значения дифференцируются для природных и обогащенных песчано-гравийных смесей.

Для природной ПГС, поставляемой без дополнительной обработки, содержание зерен гравия нормируется в диапазоне от 10 % до 90 % от общей массы. Таким образом, интервал допустимых значений составляет 80% процентных пунктов, что фактически позволяет относить к категории ПГС как материал с преимущественным содержанием песка (при 10 % гравия), так и материал с преимущественным содержанием гравия (при 10 % песка).

В отношении обогащенных песчано-гравийных смесей (ОПГС) установлены более жесткие требования. В зависимости от массовой доли гравийных зерен ОПГС подразделяется на пять групп:

Группа ОПГС	Содержание гравия, % от массы
1	от 15 до 25 включительно
2	свыше 25 до 35
3	свыше 35 до 50
4	свыше 50 до 65
5	свыше 65 до 75

Допустимый диапазон содержания гравия в ОПГС составляет от 15 % до 75 %, то есть 60% процентных пунктов, что уже является более узким интервалом по сравнению с природными смесями.

Дополнительно ГОСТ предусматривает, что по согласованию с заказчиком допускается поставка обогащенных смесей, содержащих помимо песка и гравия также щебень и дробленый песок (отсев дробления). В подобных случаях при определении группы смеси щебень учитывается в составе гравийной фракции, а дробленый песок в составе песчаной составляющей.

Наибольшая крупность зерен гравия

Данный показатель устанавливает предельно допустимый размер зерен гравия в составе смеси и определяет максимальную крупность включений, допускаемых в природных и обогащенных песчано-гравийных смесях.

• Для природных ПГС наибольшая крупность гравийных зерен нормируется в диапазоне от 10 до 70 мм включительно.
• Для обогащенных смесей (ОПГС) наибольшая крупность гравия должна соответствовать одному из следующих номинальных значений (в мм): 10, 20, 40 или 70.

Кроме того, ГОСТ допускает по согласованию с заказчиком поставку как природных, так и обогащенных смесей с наибольшей крупностью зерен свыше 70 мм, при этом верхний предел ограничивается 150 мм.

Содержание пылевидных и глинистых частиц

К пылевидным и глинистым относятся частицы размером менее 0,16 мм и 0,063 мм соответственно. Данные компоненты представляют собой мелкодисперсные примеси, снижающие качественные характеристики песчано-гравийной смеси и ухудшающие ее эксплуатационные свойства.

Присутствие пылевидных и глинистых частиц оказывает следующее негативное влияние:

• повышает водопоглощение материала;
• снижает коэффициент фильтрации (водопроницаемость);
• способствует набуханию и увеличению объема при увлажнении, что провоцирует морозное пучение;
• ухудшает адгезионные свойства смеси;
• создает неблагоприятные условия при производстве работ за счет пылеобразования.

В связи с указанными факторами содержание данных частиц строго регламентируется ГОСТ и определяется лабораторно как средневзвешенное значение по результатам анализа гравийной и песчаной составляющих.

Нормативные ограничения установлены в следующих пределах (от общей массы):

• для природной ПГС не более 5 %;
• для обогащенной ПГС (ОПГС) не более 3 %.

Снижение содержания пылевидных и глинистых частиц достигается путем дополнительной обработки материала, в частности просеиванием или промывкой. Наиболее эффективным методом очистки от указанных примесей является промывка.

Содержание глины в комках

Присутствие глины в комковатой форме оказывает существенное негативное влияние на эксплуатационные свойства песчано-гравийных смесей.

1. Во-первых, глина характеризуется низкой водопроницаемостью, что препятствует отводу влаги через материал. Вода задерживается в верхних слоях, что исключает применение таких смесей в дорожном строительстве, благоустройстве территорий и иных видах работ, связанных с дренированием.
2. Во-вторых, глина обладает способностью к интенсивному водопоглощению с последующим увеличением объема, что провоцирует набухание смеси. В зимний период при замерзании насыщенной влагой глины возникают деформации пучения, приводящие к разрушению дорожных покрытий, подушек и отсыпок.
3. В-третьих, наличие глинистых включений снижает прочностные характеристики строительных растворов, бетонных смесей и готовых изделий.

В связи с изложенным, содержание глины в комках подлежит обязательному нормированию для материалов, применяемых в ответственных строительных работах.

ГОСТ устанавливает следующие допустимые пределы (от общей массы):

• для природных ПГС не более 1 %;
• для обогащенных смесей (ОПГС) не более 0,5 %.

Определение содержания глины в комках производится лабораторным методом, как средневзвешенное значение результатов измерений, выполненных раздельно для гравийной и песчаной составляющих смеси.

Прочность гравийной составляющей

Прочность характеризует способность материала сопротивляться механическим воздействиям без разрушения. Для гравия данный показатель определяется маркой по дробимости (обозначается буквой «М») и устанавливается лабораторным методом путем сжатия (раздавливания) пробы в стандартном цилиндре.

В составе песчано-гравийной смеси прочность нормируется исключительно для гравийного компонента. Согласно ГОСТ 23735-2014, требования к этому параметру регламентируются ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ».

В соответствии с указанным стандартом, для применения в строительных целях допускается гравий с маркой по дробимости от М400 до М1000. При этом для ответственных конструкций рекомендуется использовать смеси с прочностью не ниже М800.

При испытании на сжатие допустимые показатели потери массы материала составляют:

• для гравия марки М1000 не более 8 % (включительно);
• для гравия марки М800 свыше 8 % до 12 % включительно;
• для гравия марки М600 свыше 12 % до 16 % включительно;
• для гравия марки М400 свыше 16 % до 24 % включительно.

В случае превышения указанных значений потери массы применение данной смеси в ответственных строительных работах не допускается. Для технологических операций, не связанных с восприятием значительных нагрузок (например, обратная засыпка или вертикальная планировка участка), прочностные характеристики гравия не являются определяющим критерием выбора.

Содержание зерен слабых пород (для гравия)

Данный показатель, как и прочность, регламентируется для гравийной составляющей песчано-гравийных смесей в соответствии с ГОСТ 8267-93.

К зернам слабых пород относятся частицы с пониженной механической прочностью, разрушающиеся под воздействием сравнительно небольших нагрузок. Повышенное содержание таких зерен в материале делает его непригодным для устройства подушек, отсыпок, обратных засыпок и других конструктивных элементов, воспринимающих нагрузку.

Допустимое содержание зерен слабых пород устанавливается в зависимости от марки гравия по дробимости и выражается в процентах от общей массы:

• для гравия марки М400 не более 15 %;
• для гравия марок М600, М800 и М1000 не более 10 %.

Морозостойкость для гравийной составляющей

Морозостойкость определяет способность материала сохранять целостность при многократном циклическом воздействии перепадов температур от положительных к отрицательным значениям и обратно. Показатель обозначается литерой «F» с числовым индексом, указывающим количество циклов замораживания и оттаивания, которые выдерживает материал без разрушения. При этом один цикл не эквивалентен одному календарному году, поскольку в течение одного осенне-весеннего сезона может наблюдаться несколько десятков таких переходов.

Данная характеристика имеет определяющее значение для смесей, эксплуатируемых в открытых условиях под воздействием атмосферных осадков. Вода, проникающая в поры материала, при замерзании увеличивается в объеме, создавая внутренние напряжения, что приводит к развитию микротрещин и постепенному разрушению структуры. Каждый цикл замораживания-оттаивания сопровождается данным процессом.

Требования к морозостойкости гравия регламентируются ГОСТ 8267-93. В соответствии с указанным стандартом, гравийная составляющая ПГС может иметь следующие марки по морозостойкости: F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400.

На практике гравий, как правило, характеризуется морозостойкостью не выше F200, что обусловлено его осадочным происхождением, длительным воздействием выветривания и наличием значительного количества пор на поверхности частиц. Данные факторы ограничивают как прочностные, так и морозостойкие показатели материала.

Определение морозостойкости производится лабораторным методом, при этом допустимая потеря массы после испытаний не должна превышать установленных нормативов:

Марка по морозостойкости	Потеря массы, не более (%)
F15	10
F25	10
F50	5
F100	5
F150	5
F200	5
F300	5
F400	5

Модуль крупности для песчаной составляющей

Данный показатель определяется исключительно для песчаного компонента песчано-гравийных смесей. В соответствии с ГОСТ 23735-2014, требования к модулю крупности песка регламентируются ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ».

Песок в составе ПГС представляет собой фракцию с размером зерен от 0,05 до 5 мм. Модуль крупности (Мк) является числовой характеристикой зернового состава и отражает преобладающий размер частиц — не максимальный и не минимальный, а тот, содержание которого является наибольшим по массе.

ГОСТ 8736-2014 устанавливает семь групп песка в зависимости от значений модуля крупности:

Группа песка	Модуль крупности (Мк)
Очень тонкий	менее 0,7
Тонкий	от 0,7 до 1,0
Очень мелкий	от 1,0 до 1,5
Мелкий	от 1,5 до 2,0
Средний	от 2,0 до 2,5
Крупный	от 2,5 до 3,0
Повышенной крупности	от 3,0 до 3,5

Значение модуля крупности указывается в сопроводительной документации на поставляемую продукцию.

Помимо модуля крупности, нормируется также предельное содержание зерен определенных размеров (в процентах от общей массы):

• частиц крупнее 10 мм не более 0,5 % (согласно ГОСТ 8736-2014);
• частиц крупнее 5 мм не более 5 % (согласно ГОСТ 8736-2014);
• частиц мельче 0,16 мм не более 20 % (согласно ГОСТ 23735-2014).

Коэффициент фильтрации

Коэффициент фильтрации (Кф) характеризует способность песчано-гравийной смеси пропускать воду с определенной скоростью без ее поглощения и задержания. Показатель выражается в метрах в сутки (м/сут). Методика определения коэффициента фильтрации для ПГС регламентируется ГОСТ 25607-2009 «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов».

Величина коэффициента фильтрации обусловлена следующими факторами:

• зерновым составом материала;
• пористостью структуры;
• содержанием пылевидных и глинистых частиц;
• наличием глины в комковатой форме.

Материалы с высокой пористостью характеризуются повышенной водопроницаемостью. Аналогично, крупнозернистые смеси обеспечивают эффективный дренаж и оптимально подходят для устройства подушек и оснований. В свою очередь, присутствие пылевидных фракций и глинистых включений существенно снижает фильтрационные свойства песчано-гравийной смеси.

Насыпная плотность

Насыпная плотность представляет собой отношение массы песчано-гравийной смеси к занимаемому ею объему. Данный показатель выражается в килограммах на кубический метр (кг/м³), граммах на кубический сантиметр (г/см³) или тоннах на кубический метр (т/м³) и отражает массу материала, содержащуюся в единице объема (1 м³).

Насыпная плотность не является фиксированной величиной и варьируется в зависимости от ряда факторов:

• размера и формы зерен;
• пористости материала;
• влажности смеси;
• степени уплотнения в процессе транспортировки.

Вследствие этого различные партии одного и того же материала, добытого на одном месторождении, могут демонстрировать различные значения насыпной плотности.

Определение данного параметра необходимо для решения следующих практических задач:

• пересчет объема смеси в массу и обратно;
• расчет требуемого количества материала для выполнения работ;
• контроль соответствия фактического объема поставки заявленному;
• планирование логистики и расчет необходимого количества транспортных средств для перевозки закупленного материала.

Радиоактивность

Показатель радиоактивности характеризует уровень безопасности материала и определяется величиной удельной эффективной активности естественных радионуклидов (калия, радия и тория), содержащихся в песчано-гравийной смеси. Данный параметр обозначается Аэфф и измеряется в Беккерелях на килограмм (Бк/кг).

Следует учитывать, что все природные материалы обладают определенным радиационным фоном, и ПГС не является исключением. Критерием безопасности служит соответствие показателей радиоактивности установленным нормативным значениям, регламентируемым ГОСТ 30108-94.

В соответствии с указанным стандартом, строительные материалы подразделяются на четыре класса по величине удельной эффективной активности естественных радионуклидов:

Класс	Аэфф, Бк/кг
I	до 370 включительно
II	свыше 370 до 740
III	свыше 740 до 1500
IV	более 1500

Наиболее безопасным является I класс. Материалы данного класса допускаются к применению во всех видах строительных работ, включая возведение объектов социальной инфраструктуры (дошкольные и школьные учреждения, лечебные корпуса, муниципальные здания), а также частное жилищное строительство, как при наружных, так и при внутренних работах.

При этом следует отметить, что нормативный предел в 370 Бк/кг является достаточно высоким для песчано-гравийных смесей. На практике фактический уровень радиоактивности ПГС, как правило, оказывается существенно ниже в несколько раз, и редко превышает 50–100 Бк/кг.

Преимущества и недостатки применения песчано-гравийной смеси в строительстве

Песчано-гравийная смесь как строительный материал обладает рядом функциональных достоинств и эксплуатационных ограничений, которые следует учитывать при выборе для конкретных видов работ.

Преимущества ПГС:

• Многокомпонентность состава. Наличие двух основных фракций (песка и гравия) позволяет использовать смесь в качестве комплексного материала, что в ряде случаев экономически целесообразнее закупки каждого компонента по отдельности. При необходимости разделения фракций требуется дополнительное просеивание.
• Экономическая доступность. Технология добычи не требует применения дорогостоящего оборудования, что обусловливает низкую себестоимость и доступную цену материала.
• Высокая уплотняемость. Благодаря сочетанию частиц различной крупности мелкие песчаные фракции заполняют пустоты между гравийными зернами, что обеспечивает формирование плотного и ровного основания.
• Химическая и биологическая инертность. Материал не вступает в химические реакции, не выделяет вредных соединений, не разлагается, не подвержен гниению и устойчив к воздействию атмосферных факторов (осадки, перепады температур, ультрафиолетовое излучение).
• Высокая водопроницаемость. ПГС эффективно пропускает влагу в нижние слои, предотвращая застой воды на поверхности и заболачивание территории.
• Экологическая безопасность. Как материал природного происхождения, смесь не содержит токсичных примесей. Уровень радиоактивности, как правило, значительно ниже нормативных пределов для безопасного класса.
• Широкая доступность. Добыча ведется во многих регионах, что обеспечивает стабильное наличие материала на рынке по конкурентным ценам.
• Технологическая простота применения. Работы с ПГС не требуют специального инструмента, профессиональных навыков или специализированных знаний.

Недостатки ПГС:

• Нестабильность соотношения компонентов. Нормативный допуск содержания гравия в природной смеси составляет от 10 % до 90 %, что означает значительный разброс состава даже в пределах одного месторождения. Присутствие крупных включений и валунов также не регламентируется строго. Прогнозирование точного состава возможно только при заказе обогащенной смеси (ОПГС) с подтвержденными лабораторными данными.
• Ограниченная прочность. Гравий как осадочная порода уступает по прочностным характеристикам щебню из плотных горных пород, что исключает применение ПГС в ответственных несущих конструкциях.
• Низкая адгезия. Гладкая поверхность гравийных зерен обуславливает слабое сцепление с цементными и иными вяжущими, в отличие от шероховатых материалов.
• Загрязненность примесями. Природная необогащенная смесь часто содержит пылевидные, глинистые, органические включения и крупные посторонние частицы, снижающие качество материала.
• Двойственная роль водопроницаемости. Высокая фильтрационная способность, являясь преимуществом для дренажных систем, одновременно ограничивает применение ПГС в задачах, требующих гидроизоляции (например, при обратной засыпке пазух фундаментов).

ПГС является востребованным материалом в частном строительстве, эффективно применяемым для бетонных работ, обратной засыпки, устройства отмостки, дренажных систем, подготовительных подушек, укрепления грунтов под фундаментами, вертикальной планировки и выравнивания участков.

При выборе смеси рекомендуется предварительно изучить ее паспортные характеристики, включая зерновой состав, степень очистки и прочностные показатели, что позволит обоснованно подобрать материал, соответствующий конкретным условиям эксплуатации.

Применения ПГС в сфере строительства в Новгородской области

Песчано-гравийная смесь (ПГС) применяется в Новгородской области в тех же основных направлениях, что и по всей стране, но с учетом региональной специфики, наличия месторождений и реализуемых инфраструктурных проектов.

Например, в рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги» проводились работы по восстановлению профиля гравийных покрытий с использованием ПГС. В Боровичском районе на дороге Засыпенье – Шедомицы – Карманово протяженностью 10 км было устроено покрытие из ПГС. Аналогичные работы выполнены на дороге Речка – Узмень в том же районе, где протяженность ремонта составила 7,2 км.

Новгородская область обладает собственной сырьевой базой для производства ПГС, что обеспечивает доступность материала для местных строек. Добыча ПГС ведется на различных карьерах, например:

• Карьер «Шмаки-1» (Любытинский район).
• Карьер «Чернушка-Западный» (Валдайский район).
• Карьер «Зубово» (Любытинский район).

ПГС является востребованным материалом в Новгородской области. Его применение подтверждается на практике в дорожном строительстве, а наличие локальных карьеров и действующих нормативов создает условия для дальнейшего использования в других видах строительных работ, от устройства фундаментов до благоустройства территорий.

В Великом Новгороде и Новгородской области купить ПГС с доставкой поможет ГК «Земстой-Н». Мы продаем качественную песчано-гравийную смесь, добытую в близлежащих карьерах нашей области. Дополнительно, всегда готовы проконсультировать вас по возможности применения материала для конкретных строительных задач на вашем участке или объекте.