Гравий представляет собой зернистый сыпучий материал природного происхождения. По своему составу и структуре он сопоставим со щебнем, однако, отличается преимущественно округлой формой зерен и, в ряде случаев, более низкими техническими характеристиками. Добыча гравия осуществляется преимущественно в песчаных и песчано-гравийных карьерах, а также со дна и берегов рек, озер и иных водоемов.
Технические требования к гравию регламентируются ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ». Действие документа распространяется на сыпучие строительные материалы крупностью свыше 5 мм, получаемые путем дробления твердых горных пород либо рассева песчано-гравийной смеси (ПГС). Согласно стандарту, средняя плотность зерен гравия должна находиться в диапазоне от 2000 до 3000 кг/м³.
Следует отметить, что определение свойств гравия не всегда представляется возможным в полном объеме. Данное обстоятельство обусловлено гетерогенным составом материала: гравийная смесь может включать зерна различных пород с неодинаковой степенью выветрелости. В результате одни частицы могут обладать высокой прочностью, тогда как другие разрушаться под незначительной нагрузкой.
В связи с указанной особенностью, для гравия технические характеристики зачастую не нормируются, а материал реализуется непосредственно после добычи, без проведения лабораторных испытаний. Такой подход обусловливает более низкую стоимость продукции, однако, сопряжен с неопределенностью фактического качества приобретаемого материала.
В целях систематизации информации и обеспечения возможности оценки потребительских свойств гравия, ниже представлен перечень его основных параметров, подлежащих определению в установленных случаях:
- Прочность (дробимость).
- Истираемость.
- Содержание зерен слабых пород.
- Лещадность (форма зерен).
- Морозостойкость.
- Водопоглощение.
- Содержание пылевидных и глинистых частиц.
- Содержание глины в комках.
- Адгезия с вяжущими веществами.
- Химическая стойкость.
- Насыпная плотность.
- Радиоактивность.
Прочность
Прочность является одним из ключевых показателей, определяющих пригодность гравия для применения в строительных целях. Данная характеристика отражает способность материала противостоять механическим нагрузкам без нарушения целостности зерен и непосредственно влияет на область его использования.
Определение прочности производится лабораторным методом посредством испытания на раздавливание (сжатие) в цилиндрическом пресс-форме. Количественным выражением прочностных свойств служит марка по дробимости, устанавливаемая в соответствии с требованиями нормативной документации.
Зависимость между прочностными характеристиками материала (марка прочности) и областями его применения может быть представлена следующим образом:
- М400–М600. Обустройство пешеходных дорожек и площадок, обратная засыпка грунтовых выемок, декоративное оформление элементов ландшафтного дизайна (клумб, альпийских горок, искусственных водоемов).
- М800. Устройство подготовительных оснований (подушек) под фундаменты легких конструкций (беседок, хозяйственных построек), производство бетонов низких марок, строительство грунтовых дорог, устройство дренажных систем.
- М1000. Устройство подготовительных оснований под фундаменты малоэтажных жилых зданий и бань, приготовление бетонных смесей.
Материалы с повышенными прочностными показателями применимы в ответственных конструкциях, включая бетонирование несущих элементов и строительство автомобильных дорог федерального значения.
Гравий низких марок, характеризующийся пониженной устойчивостью к нагрузкам, имеет ограниченную область применения и используется преимущественно в неответственных работах, не предусматривающих значительных механических воздействий.
Как следует из приведенных данных, гравий характеризуется низкими и средними показателями прочности, что особенно заметно при сопоставлении с щебнем. Прочность отдельных видов щебня может достигать марок М1200–М1400, что существенно повышает его ценность, как строительного материала в сравнении с гравием.
Применение гравия марок М400–М600 в качестве крупного заполнителя для бетонных смесей или устройства оснований под фундаменты и дорожные покрытия не рекомендуется. Зерна данного материала характеризуются пониженной устойчивостью к механическим нагрузкам, что при эксплуатации может привести к их разрушению.
Кроме того, округлая (окатанная) форма зерен гравия обусловливает сниженную адгезию с цементным вяжущим, что негативно сказывается на прочности и надежности бетонных конструкций. Данное ограничение распространяется на все марки гравия, независимо от их прочностных показателей, и является следствием морфологических особенностей материала.
Истираемость
Истираемость гравия является нормируемым ГОСТ 8267-93 показателем, характеризующим способность материала изменять свой объем и разрушаться под воздействием сил трения. Данная характеристика имеет первостепенное значение для гравия, применяемого в дорожном строительстве, где материал подвергается интенсивному абразивному износу.
Величина истираемости находится в прямой зависимости от твердости материала: чем выше твердость, тем ниже интенсивность изнашивания. Вместе с тем, гравий, как представитель осадочных обломочных горных пород не отличается высокой прочностью и твердостью, что обусловливает его более низкие показатели истираемости по сравнению со щебнем.
В соответствии с требованиями нормативной документации, по истираемости выделяются четыре марки (группы), определяемые по процентной потере массы образца в ходе лабораторных испытаний:
- Марка И1 — потеря массы составляет до 20% включительно;
- Марка И2 — потеря массы находится в диапазоне от 21% до 30%;
- Марка И3 — потеря массы составляет от 31% до 40%;
- Марка И4 — потеря массы превышает 40%.
Содержание зерен слабых пород
Данный показатель тесно связан с прочностными характеристиками гравия и определяет массовую долю зерен, обладающих пониженной устойчивостью к механическим воздействиям вследствие значительной степени выветрелости. Наличие таких частиц негативно сказывается на общих прочностных свойствах материала: слабые зерна разрушаются даже при незначительных нагрузках, а в отдельных случаях могут крошиться при ручном воздействии.
Содержание зерен слабых пород является нормируемым показателем и регламентируется в зависимости от марки гравия по прочности:
- для марки М400 — содержание зерен слабых пород не должно превышать 15%;
- для марки М600 — содержание зерен слабых пород не должно превышать 10%;
- для марок М800 и М1000 — содержание зерен слабых пород также не должно превышать 10%.
Чем ниже содержание зерен слабых пород в составе гравия, тем выше его качество и пригодность для использования в ответственных строительных работах. Материал с повышенным содержанием таких частиц не может быть признан качественным и имеет ограниченную область применения.
Лещадность
Лещадность гравия является показателем, характеризующим форму зерен гравийного материала. Данный параметр выражается в процентном отношении к общей массе или объему и определяет содержание зерен пластинчатой и игловатой (игольчатой) формы в составе материала.
К пластинчатым относятся зерна, толщина которых менее их длины в три и более раза. К игловатым (игольчатым) относятся частицы, длина которых превышает ширину в три и более раза.
Содержание лещадных зерен оказывает существенное влияние на технологические свойства материала. Повышенное количество зерен неправильной формы:
- ухудшает уплотняемость гравийной смеси;
- при использовании в бетонах увеличивает расход вяжущего (цемента) вследствие образования значительного объема межзерновых пустот, которые требуют заполнения.
В соответствии с требованиями ГОСТ 8267-93, содержание зерен пластинчатой и игловатой формы в гравии не должно превышать 35% от общей массы материала.
Морозостойкость
Морозостойкость гравия представляет собой показатель, характеризующий способность материала сохранять исходные физико-механические свойства после заданного количества циклов попеременного замораживания и оттаивания. Данная характеристика является критерием долговечности гравия и определяет область его применения в зависимости от климатических условий эксплуатации.
Морозостойкость обозначается литерой F с последующим числовым значением, которое указывает на количество циклов замораживания-оттаивания, выдерживаемых материалом без потери прочности и целостности. Диапазон марок по морозостойкости варьируется от F15 (минимальная) до F400 (максимальная).
При интерпретации данного показателя необходимо учитывать, что один цикл замораживания-оттаивания не эквивалентен одному календарному году. В регионах с холодным климатом в течение одного осенне-весеннего периода может наблюдаться до десяти и более переходов температуры через 0°C.
Гравий марки F15 способен выдержать 15 циклов смены температур, что при интенсивной эксплуатации в условиях переменчивого климата может соответствовать 1–3 годам. По истечении указанного количества циклов материал не разрушается мгновенно, однако, его качественные и прочностные характеристики с каждым сезоном прогрессивно ухудшаются.
Определение морозостойкости гравия производится в лабораторных условиях с применением следующих методов:
- непосредственное замораживание и оттаивание образцов с регистрацией потери массы;
- ускоренный метод, основанный на определении количества циклов насыщения в растворе сернокислого натрия с последующим высушиванием.
Потери массы образца в ходе испытаний не должны превышать значений, установленных нормативной документацией для соответствующей марки материала.
Водопоглощение
Водопоглощение гравия представляет собой показатель, характеризующий способность материала впитывать и удерживать влагу в своей пористой структуре. Определение данной характеристики производится в лабораторных условиях и выражается коэффициентом водопоглощения — отношением массы воды, поглощенной образцом при полном насыщении, к массе сухого материала, выраженным в процентах.
Несмотря на то что гравий относится к категории плотных горных пород, в его структуре присутствуют микропоры и микротрещины, способные аккумулировать влагу. Наибольшая интенсивность водопоглощения наблюдается при эксплуатации материала в условиях открытой среды, в периоды оттепелей, сезонного снеготаяния и атмосферных осадков.
Следует отметить, что водопоглощение не является обязательной характеристикой гравия, подлежащей определению в рамках стандартного контроля качества. Исследование данного показателя проводится, как правило, по требованию заказчика в соответствии с условиями поставки.
Наличие в структуре гравия значительного количества трещин и пустот, заполненных водой, оказывает негативное влияние на его эксплуатационные свойства, а именно:
- снижение морозостойкости вследствие разрушающего действия воды при замерзании;
- уменьшение прочностных характеристик материала.
При этом масса гравия при водонасыщении увеличивается пропорционально объему поглощенной влаги, что должно учитываться при планировании транспортных и складских операций.
Содержание пылевидных и глинистых частиц
Пылевидные и глинистые частицы представляют собой включения размером не более 0,05 мм, которые обволакивают поверхность более крупных зерен гравия, образуя плотную оболочку и снижая адгезию материала с вяжущими компонентами.
Данный фактор оказывает негативное влияние на качество бетонных смесей и строительных растворов. Кроме того, указанные частицы склонны к набуханию при контакте с водой, что приводит к изменению объема и массы породы.
Снижение содержания пылевидных и глинистых включений является важным условием повышения качества гравия. В зависимости от вида гравия, можно уточнить, что наибольшее содержание данных примесей характерно для горной разновидности, что обусловливает необходимость его тщательной промывки перед использованием. В гравии морского и речного происхождения содержание пылевидных и глинистых частиц, как правило, минимально, поскольку природная водная среда обеспечивает естественную очистку материала от посторонних включений.
Требования к допустимому содержанию пылевидных и глинистых частиц в гравии дифференцированы в зависимости от марки материала по прочности и составляют:
- для марки М400 — не более 3%;
- для марки М600 — не более 2%;
- для марок М800 и М1000 — не более 1%.
Содержание глины в комках
Глина представляет собой водорастворимую субстанцию, присутствие которой в составе строительных материалов негативно сказывается на их эксплуатационных свойствах. Частицы глины характеризуются крайне низкой прочностью и способностью препятствовать фильтрации воды через слой гравийной засыпки.
При значительном содержании глинистых включений возникает эффект морозного пучения: в процессе водонасыщения и последующего замерзания глина увеличивается в объеме, что может приводить к деформациям конструкций и нарушению целостности оснований.
В соответствии с требованиями нормативной документации, для всех марок гравия содержание глины в комках не должно превышать 0,25% от общей массы материала.
Адгезия
Адгезия гравия представляет собой свойство материала, характеризующее его способность к сцеплению с вяжущими веществами: цементом, битумом и другими органическими и минеральными связующими. Данная характеристика обусловлена межмолекулярными взаимодействиями в поверхностном слое зерен и находится в прямой зависимости от состояния поверхности: чем выше степень шероховатости, тем более прочное сцепление обеспечивается с вяжущим компонентом.
Гравий относится к осадочным горным породам, зерна которого в большинстве случаев характеризуются гладкой поверхностью. Это является следствием длительного абразивного воздействия природных факторов: водных потоков, ветровой эрозии и механического истирания.
В данном аспекте гравий значительно уступает щебню, поверхность зерен которого имеет выраженную шероховатость. Щебень получают путем механического дробления горных пород, что обеспечивает образование зерен неправильной формы с острыми кромками и развитой поверхностью, способствующей улучшенной адгезии.
Точное значение адгезии гравия определяется лабораторными методами в соответствии с утвержденными методиками испытаний.
Химическая стойкость
Химическая стойкость гравия является обязательным требованием к материалу, используемому в качестве крупного заполнителя при производстве бетонных смесей. В частности, материал должен быть устойчив к химическому воздействию щелочных компонентов, содержащихся в цементном вяжущем.
Оценка стойкости гравия к щелочам производится на основании минералого-петрографического анализа исходной горной породы. Кроме того, на данный показатель влияет наличие в составе материала вредных примесей и компонентов, способных вступать в химическое взаимодействие с цементным камнем.
К числу таких нежелательных включений относятся:
- глинистые минералы (монтмориллонит, каолинит и др.);
- слюды и гидрослюды;
- асбест;
- минералы, неустойчивые к процессам выветривания (хлорит, цеолит, апатит, нефелин, фосфорит и другие).
Присутствие перечисленных примесей в составе гравия при взаимодействии с цементом оказывает негативное влияние на качество готового бетона, снижая его прочностные и эксплуатационные характеристики.
Насыпная плотность
Насыпная плотность гравия представляет собой отношение массы рыхлого материала к занимаемому им объему в состоянии свободной засыпки, без уплотнения и трамбования. Данная характеристика выражается в килограммах на кубический метр (кг/м³), граммах на кубический сантиметр (г/см³) или тоннах на кубический метр (т/м³).
Насыпная плотность является важным технологическим параметром, позволяющим осуществлять пересчет массы гравия в объем и обратно. Практическое значение данной характеристики проявляется в следующих случаях:
- контроль фактического объема поставленного материала;
- пересчет объемных единиц в весовые и наоборот (при отгрузке материала поставщиком в тоннах и необходимости определения объема, либо при известном объеме и потребности в расчете массы);
- определение требуемого количества автотранспортных средств для перевозки заданного объема материала;
- расчет нагрузки на основание при известном объеме заполняемой конструкции (котлована, пазух фундамента, перекрытия).
Радиоактивность
Радиоактивность гравия является показателем, характеризующим безопасность материала и определяющим допустимые сферы его применения. Данный параметр отражает удельную эффективную активность естественных радионуклидов, содержащихся в гравии. Обозначается показатель как Аэфф и измеряется в беккерелях на килограмм (Бк/кг).
В соответствии с действующими нормативными требованиями, строительные материалы, включая гравий, подразделяются на четыре группы по уровню радиоактивности:
| Группа | Значение Аэфф, Бк/кг | Область применения |
| I | менее 370 | Без ограничений — жилищное строительство, объекты социальной инфраструктуры (больницы, детские сады, школы) |
| II | до 740 | Дорожное строительство в пределах населенных пунктов и зон перспективной застройки, возведение производственных зданий и сооружений |
| III | до 1500 | Строительство дорог вне границ населенных пунктов |
| IV | до 4000 | Использование только по согласованию с органами Государственного санитарно-эпидемиологического надзора |
Материалы с удельной эффективной активностью естественных радионуклидов свыше 4000 Бк/кг запрещены к применению в любых видах строительных работ.
В Великом Новгороде и Новгородской области купить и доставить гравий поможет ГК «Земстрой-Н». Мы поставляем качественный материал, соответствующий всем стандартам. Дополнительно, мы всегда готовы проконсультировать по возможности применения гравия на вашем объекте или участке, а при необходимости порекомендовать альтернативные материалы.
