Виды гравия, классификация гравия по различным критериям

Гравий представляет собой рыхлый природный материал осадочного происхождения, сформировавшийся в результате естественной деструкции твердых горных пород на земной поверхности.

Происхождение гравия

Земная кора сложена горными породами, которые залегают на различных глубинах от приповерхностных горизонтов до глубин более 4 км. Породы, находящиеся в монолитном состоянии в толще земной коры, характеризуются плотным сложением и относительно однородной структурой.

Верхние горизонты горных пород подвержены постоянному воздействию комплекса экзогенных факторов: солнечной радиации, атмосферных осадков, температурных колебаний и ветровой эрозии. Под влиянием указанных процессов, протекающих на протяжении геологических временных интервалов (от тысяч до миллионов лет), происходит постепенное разрушение плотного монолита с образованием фрагментов различных размеров. Продукт данного разрушения и представляет собой гравий.

В систематике горных пород гравий относится к категории осадочных образований. В составе данной категории выделяется обломочная группа, внутри которой материалы подразделяются по степени обработки на окатанные и неокатанные. Гравий классифицируется, как рыхлая окатанная обломочная осадочная горная порода.

Как материал природного генезиса, гравий отличается значительным разнообразием внешних признаков. В его составе, как правило, присутствуют зерна нескольких пород, что обусловливает вариативность формы и цветовых характеристик смеси. Типичными составляющими гравийной массы являются:

• прочные темноцветные зерна вулканического происхождения;
• белые, желтые и розоватые фрагменты мрамора;
• частицы выветрелого гранита с различной степенью сохранности;
• зерна кварца и других минералов.

Указанная полиминеральная композиция формирует характерный облик гравийного материала и определяет его физико-механические свойства.

Виды гравия

Гравий систематизируется по ряду классификационных признаков, определяющих его потребительские свойства и область применения. В зависимости от критериев, материал подразделяется на группы по следующим параметрам:

• генезис (происхождение) — определяет петрографический состав и условия формирования месторождения;
• гранулометрический состав (фракция) — характеризует крупность зерен и их распределение по размерам;
• форма зерен — отражает степень окатанности и морфологию поверхности частиц;
• наличие и характер постобработки — указывает на прошедшие технологические операции (промывка, дробление, обогащение, сортировка, окрашивание).

Классификация по происхождению

В зависимости от происхождения выделяются несколько типов гравия, различающихся по условиям формирования, морфологии зерен и физико-механическим свойствам.

Выделяются две основные группы природного происхождения:

1. гравий, образовавшийся в результате разрушения горных пород на склонах и у подножий возвышенностей;
2. гравий, сформировавшийся в процессе абразивного воздействия водных потоков на прибрежные скальные массивы.

Помимо указанных, существует также керамзитовый гравий — материал искусственного происхождения, который относится к данной классификации условно и будет рассмотрен отдельно.

Гравий, образовавшийся в результате разрушения горных пород. Воздействие экзогенных факторов — инсоляции, атмосферных осадков, температурных перепадов и ветровой эрозии приводит к постепенному разрушению скальных массивов. От материнской породы отделяются крупные фрагменты, которые под действием гравитационных сил перемещаются в пониженные участки рельефа, распадаясь при этом на более мелкие зерна.

В зависимости от конечного места аккумуляции обломочного материала, выделяются следующие подвиды:

• Горный гравий. Зерна данного типа не подвергались водной транспортировке, вследствие чего характеризуются пониженной окатанностью и наличием острых кромок. Петрографический состав отличается гетерогенностью, в смеси могут присутствовать зерна гранита, мрамора, известняка и других пород.
• Ледниковый гравий. Около 12 тыс. лет назад значительная часть европейской территории России была покрыта ледниковыми покровами, которые перемещали в своей массе обломки различных горных пород. В ходе деградации оледенения данный материал был аккумулирован в виде обширных залежей. Характерной особенностью ледникового гравия является наличие зерен пород, не свойственных для данного региона в современных условиях.
• Речной, озерный и овражный гравий. Данные разновидности формируются в условиях длительного контакта с водной средой, что обусловливает округлую (окатанную) форму зерен. Овражный гравий локализуется в руслах пересыхающих водотоков и на днищах бывших водоемов. Материал указанных типов может содержать примеси глины и ила, что требует дополнительной очистки при использовании.

Горная и ледниковая разновидности гравия отличаются повышенной шероховатостью поверхности и меньшей механической прочностью. Отдельные зерна могут характеризоваться пониженной устойчивостью к дроблению. Речной, озерный и овражный гравий, напротив, обладает более высокой прочностью, а также отличается большей однородностью формы и цветовых характеристик зерен.

Гравий, образовавшийся в результате подмывания прибрежных скал. В процессе приливно-отливных циклов морские волны оказывают абразивное воздействие на береговые скальные массивы, вызывая их постепенное разрушение. Отделившиеся от материнской породы мелкие фрагменты смешиваются с песком и биогенными остатками (раковинами морских организмов), формируя гравий морского типа. Данная разновидность характеризуется окатанными зернами уплощенной формы с различной цветовой гаммой.

Морской гравий отличается высокими декоративными свойствами, что обусловливает его широкое применение в ландшафтном дизайне и декоративно-отделочных работах. В ряде случаев данный материал идентифицируется, как галька.

Керамзитовый гравий. Как указано выше, керамзитовый гравий не относится к материалам природного происхождения. Данный продукт представляет собой керамзит — искусственный пористый заполнитель, получаемый путем высокотемпературной обработки глинистого сырья с последующим вспучиванием.

Добавление керамзита к категории гравия является условным и обусловлено исключительно гранулометрической формой частиц и сложившейся отраслевой терминологией.

Гранулы керамзита классифицируются по крупности: от фракции 0–5 мм (керамзитовый песок) до фракции 20–40 мм (керамзитовый гравий). К последней категории относятся зерна размером от 5–20 до 20–40 мм.

Керамзитовый гравий представляет собой самостоятельный строительный материал, имеющий искусственное происхождение и отличающийся по генезису, структуре и физико-механическим характеристикам от природного гравия. В связи с этим прямое сопоставление данных материалов является некорректным. Тем не менее, в целях полноты обзора, данный материал упоминается в рамках настоящей статьи.

Классификация по гранулометрическому составу (фракциям)

Под фракцией гравия понимается размерный диапазон зерен материала, определяемый минимальным и максимальным линейным размером частиц в данной группе. Например, обозначение фракции 5–20 мм указывает на то, что в составе присутствуют зерна крупностью от 5 до 20 мм включительно.

Для разделения добытого гравия на фракции применяется технология механического рассева с использованием специального просеивающего оборудования — грохотов и строительных сит с калиброванными ячейками.

В соответствии с ГОСТ 8267–93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ», гравий выпускается в виде следующих основных фракций (в миллиметрах):

• 5–10;
• 5–20;
• 10–15;
• 10–20;
• 15–20;
• 20–40;
• 40–70, допускается замена на 40–80.

Следует отметить, что операция фракционирования (сортировки) сопряжена с дополнительными производственными затратами, что закономерно увеличивает стоимость готовой продукции.

В связи с этим ряд карьерных хозяйств реализует так называемый нефракционный гравий, представляющий собой нерассеянную смесь с произвольным гранулометрическим составом от пылевидных частиц до крупных валунных включений. Данный материал отличается более низкой ценой, однако, область его применения ограничена ввиду неоднородности зернового состава.

Классификация по форме зерен

Форма зерен является одним из классификационных признаков, обусловленных генезисом материала и условиями его формирования. Различия в морфологии частиц оказывают влияние на физико-механические свойства материала и определяют области его применения.

По форме зерен гравий подразделяется на две основные категории:

1. Угловатый гравий. Данный вид характеризуется наличием зерен неправильной формы с острыми кромками, что внешне сближает его с щебнем. Угловатый гравий преимущественно относится к горной разновидности и разрабатывается открытым способом в карьерах.
2. Окатанный гравий. Зерна данной категории гравия имеют округлую, сглаженную форму, приближающую их внешний вид к гальке. Окатанный гравий формируется, как правило, в речных и морских условиях, где под воздействием водных потоков и абразивных процессов происходит постепенное истирание острых кромок и углов частиц.

Гравий с угловатой формой зерен характеризуется шероховатой поверхностью, что обеспечивает повышенную адгезию с вяжущими веществами. Данное свойство обусловливает его применение в качестве крупного заполнителя при производстве бетонных смесей.

Гравий окатанной разновидности, напротив, обладает сниженной адгезией по отношению к цементному и битумному вяжущему, что ограничивает его использование в бетонах. Однако, ввиду высоких декоративных характеристик данный материал востребован в сфере ландшафтного дизайна, благоустройства территорий и декоративной отделки.

Классификация по наличию постобработки

По завершении процессов добычи гравия возможны два основных сценария обращения с материалом:

1. реализация непосредственно после извлечения (без дополнительной обработки);
2. направление на операции постобработки.

Гравий без обработки (необработанный). Под необработанным понимается материал, реализуемый непосредственно после добычи, без проведения каких-либо дополнительных технологических операций. Такой вид гравия может характеризоваться следующими признаками:

• отсутствие разделения на фракции (нефракционный состав);
• наличие загрязнений в виде посторонних включений (мусор, пыль, ил, глинистые частицы, песок).

Стоимость необработанного гравия относительно невысока, однако, его качественные характеристики ограничены вследствие неоднородного гранулометрического состава и присутствия примесей, что сужает область его применения.

Гравий с дополнительной обработкой (постобработка). Постобработка представляет собой совокупность технологических операций, направленных на улучшение потребительских свойств материала. К основным видам дополнительной обработки относятся:

• Сортировка по фракциям (просеивание). Операция разделения гравийной массы на однородные по крупности группы с использованием грохотов и ситового оборудования, как описано в соответствующем разделе.
• Промывка. Процесс очистки материала в специальном оборудовании от загрязнений (пылевидных частиц, глины, ила, песка), в результате которого получается качественный продукт, готовый к применению в широком спектре строительных и отделочных работ.
• Обогащение. Комплекс мероприятий по корректировке зернового состава гравийной смеси посредством добавления зерен определенной крупности с целью достижения требуемой однородности. В ряде случаев понятие «обогащение» может включать также сортировку и промывку.
• Окрашивание. Нанесение лакокрасочного покрытия на поверхность зерен для придания материалу заданных цветовых характеристик. Данная операция применяется относительно редко и используется преимущественно в декоративных целях.

Следует отметить, что любые операции постобработки сопряжены с дополнительными производственными затратами, что закономерно увеличивает себестоимость и конечную стоимость готовой продукции.

Классификация гравия по прочности (марка по дробимости и истираемости)

Прочностные характеристики гравия являются ключевым показателем при его использовании в строительстве. Прочность определяется двумя основными параметрами:

1. Дробимость при сжатии (раздавливании) — учитывается при приготовлении бетонных смесей. В зависимости от прочности по дробимости гравий подразделяют на марки: ДР8, ДР12, ДР16 и ДР24 (цифра указывает максимально допустимый процент потери массы материала после испытания).
2. Истираемость в полочном барабане — принимается во внимание преимущественно в дорожном строительстве. По этому показателю выделяют марки: И-I (до 20%), И-II (до 30%), И-III (до 40%) и И-IV (до 50%).

Содержание зерен слабых пород (прочностью при сжатии менее 20 МПа) не должно превышать 10–15% в зависимости от требуемой марки гравия по дробимости

Классификация по морозостойкости

Морозостойкость определяет способность материала сохранять свои свойства после многократного попеременного замораживания и оттаивания. По данному критерию гравий подразделяют на марки: Мрз15, Мрз25, Мрз50, Мрз100, Мрз150, Мрз200 и Мрз300. Цифра обозначает количество циклов замораживания-оттаивания, выдерживаемых материалом без потери прочности.

Классификация по содержанию вредных примесей

Качество гравия также регламентируется содержанием посторонних включений, негативно влияющих на долговечность конструкций. К вредным примесям относятся:

• окатыши глин;
• пылевидные частицы;
• пирит и гипс;
• частицы слабых, выветрелых или потенциально реакционноспособных пород (в частности, кремнистые и вулканические породы, содержащие активно растворимый в щелочах кремнезем) — в количестве более 5% по массе.

Согласно нормативным требованиям, количество глинистых и пылевидных частиц не должно превышать 1–2% от общей массы материала.

Классификация по радиоактивному фону

Гравий, в отличие от гранитного щебня, характеризуется низким радиоактивным фоном, что делает его предпочтительным для использования в жилищном строительстве, в том числе при возведении детских и лечебных учреждений. Данное свойство обусловлено природным происхождением материала и отсутствием в его составе значительных количеств радиоактивных элементов.

В Великом Новгороде и Новгородской области купить и доставить гравий поможет ГК «Земстрой-Н». Мы поставляем качественный материал, соответствующий всем стандартам. В наличии различные варианты гравия. Дополнительно, мы всегда готовы проконсультировать вас по возможности применения различного гравия на вашем объекте или участке, а при необходимости порекомендовать альтернативные материалы.