Щебеночно-песчаная смесь (ЩПС)

Строительство различных объектов производится с применением искусственных и природных сыпучих материалов в виде смесей. Натуральный продукт – это известняк, гранит, гравий и компоненты на их основе, фракционный песок и щебень. Композиция из щебня и песка называется ЩПС – щебёночно-песчанная смесь.

Описание

Не сведущие люди, слыша впервые аббревиатуру «ЩПС», часто путают строительную смесь «песок-щебень» с обычным щебнем из известняка, гранита или гравия. Что же такое – ЩПС?

В общем понимании – это отходы, образующиеся при добыче и переработке горных гранитных или известняковых пород. Содержат в себе различные фракции (обломки) сырья, в том числе, карьерный песок.

Производство щебень-песка

В процессе разработки горных пород, крупные части гранита или известняка вывозятся. Оставшуюся смесь из карьерного песка и щебня различной фракционности транспортируют на дробильную фабрику. Производится очистка от грязевых и посторонних включений, сортировка, дробление. Полученную массу пропускают через сита. Таким образом создаётся несколько видов строительного материала. Состав и характеристики ШПС регламентируются ГОСТ25607-94 (ранее ГОСТ25607-83) «Смеси щебёночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов».

Классификация

Основной критерий при разбивке на группы – размер зерна (фракционность щебня):

ПРИМЕЧАНИЕ. Грязевые, пылевидные и глинистые включения не должны превышать:

• 20% от общей массы для составов, применяемых при образовании оснований;
• 10% – при укладке покрытий.

Из таблицы можно заметить, что некоторые смеси имеют схожую фракционность и характеристики. Например, стоящие рядом ЩПС С4 и ЩПС С5. В обоих наличествует фракция 80мм. Но, для С5 характерно преобладание мелкой фракции, – до 40–50 мм. В С4 – превалирует 60–70 мм.

Обочины и внутренние слои должны хорошо пропускать влагу от атмосферных осадков. Поэтому, другой важный показатель, – дренирующие свойства. Коэффициент пропускания воды у основных и дополнительных слоёв должен быть не менее:

• 1 м/сут – основания автодорог различного назначения;
• 0.2 м/сут – морозозащитные прослойки в составе оснований автодороги;
• 7 м/сут – дренаж при обустройстве аэродромных оснований.

Свойство пластичности для песчано-щебёночной смеси необходимо при укладке и эксплуатации готового полотна. В первом случае важна функции распределения по поверхности, – масса горной породы должна легко разравниваться под механическим воздействием дорожной техники или ручным трудом. Во втором случае, свойство пластичности должно обеспечить надёжное прилегание к грунтовому или иному основанию, без сползания в стороны.

Группа Пл1 присуща щебню высоких марок (М1200, М1300, М1400). Показатель Пл2 важен при устройстве автодорог 1–3 категорий. Пл3 – автодороги 4 или 5 категорий.

Водостойкость ЩПС – это способность впитывать и отдавать воду. Главный критерий, минимальное насыщение смеси влагой. При избытке жидкости в составе подсыпки, проявляется текучесть, уменьшается сцепление с основанием и между элементами смеси, теряется жёсткость и прочность, – дорога начинает «плыть».

Объёмные характеристики

Для транспортировки и укладки щебня, гравия и песка необходимо знать две технических характеристики:

• насыпная плотность;
• объёмный вес.

На основании этих данных производится определение объёмной усадки и общего веса необходимого материала для строительных работ.

При известных значениях коэффициента уплотнения ШПС, насыпной плотности и объёма транспортной ёмкости вычисляется масса перевозимого груза.

По насыпной плотности определяется марка состава «щебень-гравий-песок»:

Средний коэффициент уплотнения для ЩПС принимается 1.2.

ПРИМЕР. Необходимо рассчитать нагрузку на железнодорожный вагон (внутренний объём 45 м³) для смеси марки 500.

• М = (0,450+0,500г/см³)/2*1000*45м³*1,2 = 25650кг (или 25,650 тонн).

Таким же образом производятся расчёты для любого транспортного средства.

Объёмный вес – это плотность сыпучего груза. Для приблизительных расчётов можно принимать величину, полученную умножением насыпной плотности на коэффициент уплотнения.

ПРИМЕР. Средний объёмный вес смеси 500:

• G = (0,450+0,500г/см³)/2*1000*1,2 = 570 кг/м³.

ВАЖНО! Объёмный вес и плотность материала – суть разные величины:

• средняя объёмная плотность песка составляет 1300–1800 кг/м³, физическая 2000–2800 кг/м³;
• гранитный щебень – 1430 и 2600 кг/м³, соответственно;
• гравий ≈ 1400–1700 кг/м³ и 2300–2590 кг/м³.

Практика применения

При промышленных масштабах строительства, для работ с ЩПС используются нормативные документы, – ГОСТ, СНиП, ТУ предприятий (Технические Условия) и рекомендации на их основе. При малоэтажном строительстве (частное домостроение) и оборудовании придомовой территории (стоянка для автомобиля, пешеходные дорожки, площадки около беседки и т.п.) мастера чаще всего руководствуются приобретённым опытом и здравым смыслом. Но, не редки ошибки:

• укладка песка-щебня производится на плодородный слой почвы (дёрн);
• отсыпка осуществляется на рыхлый, не уплотнённый грунт;
• монтаж ЩПС на увлажнённое и «раскисшее» почвенное основание;
• не соблюдается равномерная толщина покрытия на всей урываемой площади;
• используется недостаточная толщина слоя;
• на склонах не устанавливаются тормозящие барьеры (например, металлическая сетка), препятствующие сползанию или осыпанию щебёнки-песка;
• не производится уплотнение основания и насыпного слоя;
• применяется состав с избыточным содержанием грязевых и глинистых включений.

Избежав подобных ошибок и используя необходимые по составу ЩПС, можно выполнить надёжное основание на своём участке и придомовой территории.

• Фундамент