Как приготовить щебеночно песчаную смесь

Песчано-щебеночная смесь: преимущества и применение

Песчано-щебеночная смесь в нынешнее время является очень востребованным материалом, широко используемым в строительстве. Получают ее путем искусственного или естественного дробления скальных или осадочных пород и дальнейшего их отсева. Основные компоненты ПЩС – щебень и карьерный песок. Их соотношение подбирается в зависимости от области применения смеси. Благодаря высоким дренажным свойствам и относительно невысокой стоимости этот универсальный материал широко используется в гражданском, дорожном и промышленном строительстве.

Песчано-щебеночная смесь: ГОСТ, преимущества

Состав ПЩС регламентируется ГОСТ 25607-2009.

Данный строительный материал имеет широкий спектр отличительных особенностей и достоинств в сравнении с обычным щебнем.

• быстрое и недорогое производство;
• длительный (почти бесконечный) срок хранения;
• не возникают никакие сложности при транспортировке;
• такая смесь неприхотлива к природным условиям;
• при использовании не требуется применение смесительных установок и прочего аналогичного оборудования, поскольку это практически готовый материал;
• ПЩС всегда готова к использованию;
• этот строительный материал позволяет значительно упростить подготовку основания.

Основные свойства

На свойства щебеночно-песчаной смеси влияют как свойства песка, так и характеристики щебня. Немаловажными производственными параметрами являются:

• Зерновой состав и прочность щебня.
• Радиоактивность.
• Морозостойкость.
• Коэффициент фильтрации готовой щебеночно-песчаной смеси.
• Гигроскопичность.
• Водостойкость.
• Зерновой состав песка.

Свойства материала регламентируются ГОСТами 8267-93, 25607-2009, 8736-93.

Прочность щебня

Этот параметр щебня зависит от того, из какой горной породы он был произведен. Регламентируется ГОСТ 8267-93. Чем выше данный показатель, тем более высокие характеристики по прочности у ПЩС.

Щебень в зависимости от прочности разделяется на следующие группы:

• высокопрочный материал — М1200-1400;
• прочный — М800-1200;
• прочность щебня средняя — М600-800;
• слабой прочности материал — М300-600;
• прочность очень слабая — М200.

Высокопрочный щебень применяется для приготовления песчано-щебеночной смеси, используемой для строительства автомобильных дорог.

Морозостойкость

Это важная характеристика щебня, влияющая на эксплуатационные характеристики ПЩС, поскольку при замораживании и дальнейшем оттаивании он разрушается. Количество циклов, которые может выдержать этот материал, обозначено буквой F. Самый распространенный тип щебня, применяемый для изготовления песчано-щебеночных смесей — F300.

Содержание частиц

Одно из важных показателей, влияющих на эксплуатационные характеристики и качество песчано-щебеночной смеси, — процентное содержание частиц (глинистых и пылевидных). В составах, применяемых для строительства основания, их количество может достигать до показателя 20%. В смесях, используемых при изготовлении покрытий, содержание частиц может быть до 10.

Коэффициент фильтрации

Этот показатель указывает глубину, на которую в течение суток проникает вода.

• При прокладке автомобильных дорог для дренирующих слоев основания могут использоваться смеси, коэффициент которых 1.
• Песчано-щебеночные смеси, коэффициент фильтрации которых равен 7, используют при строительстве аэродромов.
• Для морозозащитного слоя основания автомобильных магистралей можно использовать ПЩС с коэффициентом 0,2.

Область применения

Поскольку ПЩС отличаются невысокой стоимостью и прекрасной поглощаемостью влаги, они приобрели необычайную популярность и получили достаточно широкое распространение как универсальный строительный материал. Составы применяются для следующих работ:

• создания бетонных и асфальтированных покрытий;
• уплотнения и выравнивания слоев под укладывание дорожных материалов;
• формирования основного и балластного слоя железнодорожных магистралей;
• изготовления асфальтобетонных смесей.

Смеси превосходно подходят для уплотнения слоев при выполнении дорожных работ. Незаменимы ПЩС при устройстве асфальтированных, бетонных и прочих площадок, подкрановых путей. Состав повсеместно используется для балансировки железнодорожных насыпей. Помимо этого, его применяют для приготовления различных асфальтобетонных смесей.

Для выполнения каких-либо особых строительных работ удельный вес гравия и щебня в песчано-щебеночных смесях может быть увеличен до 70% (обогащенный состав), а иногда и до 90% (природный состав).

Также применяют особую градацию ПЩС от С1 до С13, которая ориентирована на размер фракции щебня.

Самыми распространенными являются сыпучие смеси С2, фракции которых до 20 мм, смеси С4 и С5 (фракции до 80 мм) и С6, размером от 0-40 мм. В случае если необходимо использовать песчано-щебеночные смеси для расклинки, рекомендуется выбирать мелкозернистые материалы, имеющие маркировку С12 (размер от 0 до 10 мм) или же С13 (фракции до 5 мм).

В зависимости от области применения этот строительный материал можно подразделить на следующие виды:

• смеси, применяемые для формирования основания аэродромов и покрытий автодорог;
• сыпучие смеси, которые используются для балластировки насыпи на железной дороге;
• составы для приготовления всех типов асфальтобетонных смесей.

По зерновому составу щебеночно-песчаная смесь С4 близка к натуральному щебню, но в отличие от него имеет более доступную стоимость, лучшие качества по уплотнению и характеризуется простотой применения. Именно эти качества сделали этот строительный материал столь популярным и востребованным практически на всех строительных объектах.

Источник

Как приготовить щебеночно песчаную смесь

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПОЛУЧЕНИЮ ОПТИМАЛЬНЫХ СОСТАВОВ
ЩЕБЕНОЧНО-ПЕСЧАНО-ЦЕМЕНТНЫХ СМЕСЕЙ

УТВЕРЖДЕН распоряжением Минтранса России от 15.07.2003 от N ОС-620-р

1. РАЗРАБОТАН ФГУП «Союздорнии».

2. ВНЕСЕН Департаментом строительства автомобильных дорог и методологии проектирования.

3. ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ распоряжением Министерства транспорта Российской Федерации от 15.07.2003 N ОС-620-р.

Каменный материал, обработанный вяжущими, является одним из широко применяемых материалов для устройства слоев основания дорожной одежды, а при строительстве дорог низких технических категорий может быть использован и для устройства покрытия со слоем износа из черных смесей.

Настоящие Методические рекомендации содержат комплекс вопросов о требованиях к исходным материалам для приготовления щебеночно-песчано-цементной смеси (ЩПЦС) и смесям по ГОСТ 23558-94 для устройства слоев дорожной одежды из них.

Следует отметить, что ЩПЦС рекомендуется применять в качестве материала для устройства оснований при строительстве дорог I-V технических категорий и покрытий на дорогах IV-V категорий. Изложены требования к прочности на сжатие и морозостойкости ЩПЦС в зависимости от вида слоя, категории дороги и климатических условий ее расположения.

В Методических рекомендациях представлена методика подбора оптимальных составов ЩПЦС с использованием различных материалов, обеспечивающих необходимую прочность на сжатие и морозостойкость.

Для приготовления щебеночно-песчано-цементных смесей рекомендованы современные машины, имеющие высокий технический уровень как отечественного, так и зарубежного производства.

Вопросы устройства оснований и покрытий из ЩПЦС изложены в параллельно разрабатываемых «Методических рекомендациях по устройству покрытий и оснований из щебеночных, гравийных и песчаных материалов, обработанных вяжущими».

Во всех случаях применения Рекомендаций необходима привязка их к местным условиям работы с учетом наличия дорожно-строительных машин и механизмов, местных материалов, уточнения работ и калькуляции затрат труда.

Рекомендации подготовили: зав. лабораторией каменных материалов (руководитель разработки) B.C.Исаев; зав. лабораторией технологии и механизации дорожных работ О.Б.Гопин; генеральный директор ФГУП «Союздорнии» В.М.Юмашев; вед. научн. сотрудник С.В.Дидич при участии зав. лабораторией дорожного бетона A.M.Шейнина и зам. зав. лабораторией дорожного бетона С.В.Эккеля.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации предназначены для использования при подборе состава и приготовления щебеночно-песчано-цементных смесей (ЩПЦС), нормируемых ГОСТ 23558 «Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства».

1.2. Настоящие рекомендации предназначены для использования при приготовлении щебеночно-песчано-цементных смесей (ЩПЦС) в смесительных установках.

1.3. Настоящие Рекомендации предназначены для контроля качества компонентов смеси и приготавливаемых ЩПЦС.

1.4. Перечень нормативных и рекомендательных документов, на основе которых разработаны настоящие Рекомендации и на которые имеются ссылки в настоящем документе, приведены в приложении 1.

1.5. В настоящих Рекомендациях применены следующие термины и определения.

Щебень из горных пород — неорганический зернистый сыпучий материал с размером зерен св. 5 мм, получаемый дроблением горных пород, гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд (черных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности и последующим рассевом продуктов дробления.

Гравий из горных пород — неорганический зернистый сыпучий материал с размером зерен св. 5 мм, получаемый рассевом природных гравийно-песчаных смесей.

Природный песок — неорганический сыпучий материал с размером зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования обогатительного оборудования.

Дробленый песок — песок с размером зерен до 5 мм, изготавливаемый из скальных горных пород и гравия с использованием специального дробильно-размольного оборудования.

Фракционированный песок — песок, разделенный на две или более фракций с использованием оборудования.

Песок из отсевов дробления — неорганический сыпучий материал с размером зерен до 5 мм, получаемый из отсевов дробления горных пород при производстве щебня и из отходов обогащения руд черных и цветных металлов и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности.

Портландцемент и шлакопортландцемент — неорганический вяжущий материал по ГОСТ 10178-85.

ПАВ — поверхностно-активные вещества, растворимые в воде и обеспечивающие повышение характеристик ЩПЦС.

Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства — это обработанный материал — цементоминеральный материал (ШПЦС, ПЦС, ЩПЦМ, ПЦМ) -искусственный материал, получаемый смешением в карьерных смесительных установках песчано-щебеночных, песчано-гравийных, песчано-щебеночно-гравийных смесей, золошлаковых смесей и песка с цементом или другим неорганическим вяжущим и водой и отвечающий в проектные или промежуточные сроки нормируемым показателям качества по прочности и морозостойкости.

Щебеночно-песчано-цементные смеси (ЩПЦС), песчано-цементные смеси (ПЦС) — это искусственные смеси, получаемые смешением в смесительных установках щебня (гравия), песка, цемента и воды в запроектированных соотношениях.

Щебеночно-песчано-цементный материал (ЩПЦМ), песчано-цементный материал (ПЦМ) — обработанный материал, отвечающий в проектные сроки нормируемым показателям качества по прочности на сжатие и морозостойкости.

Основание (покрытие) — один из конструктивных слоев дорожной одежды.

1.6. Приготовление обработанных материалов рекомендуется осуществлять в стационарных или передвижных смесительных установках, оборудованных смесителями принудительного перемешивания.

1.7. Область применения обработанных материалов в основаниях и покрытиях регламентируется нормативными документами для дорожного строительства.

2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ

2.1. Исходные материалы

2.1.1. В качестве компонентов смеси следует применять: щебень по ГОСТ 8267 фракции 5-20 или 5-20 и 20-40 мм, дозируемых раздельно; песок — по ГОСТ 8736.

2.1.2. Зерновой состав оптимальной щебеночно-песчаной смеси должен отвечать требованиям ГОСТ 23558-94. Наиболее целесообразно использовать смеси с максимальным размером зерен 20 и 40 мм, соответствующие кривым плотных смесей с коэффициентом сбега 0,65-0,75. Содержание пылевато-глинистых частиц в смеси не должно превышать 10% массы смеси. При этом содержание глинистых частиц должно отвечать требованиям ГОСТ 8267 и ГОСТ 8736.

2.1.3. Щебень и гравий, входящие в состав ЩПЦС, по морозостойкости, прочности, содержанию вредных компонентов и примесей, стойкости против силикатного и железистого распадов должны соответствовать требованиям ГОСТ 8267, ГОСТ 3344, ГОСТ 25592.

2.1.4. Песок природный и из отсевов дробления горных пород должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736, песок из шлаков — ГОСТ 3344, мелкозернистая золошлаковая смесь — ГОСТ 25592.

2.1.5. Для приготовления обработанных материалов следует применять следующие вяжущие материалы:

портландцемент и шлакопортландцемент по ГОСТ 10178, марок не ниже 400 — для покрытий и 300 — для оснований.

2.1.6. Для снижения расхода вяжущих материалов, повышения прочности, морозостойкости и улучшения технологических свойств следует применять химические добавки, удовлетворяющие требованиям соответствующих нормативных документов, утвержденных в установленном порядке.

Пластифицирующие добавки: лигносульфонаты технические (модифицированные) ЛСТ, ЛСТМ-2 по ТУ-13-0281036-05-89.

Щелочной сток производства капролактама ЩСПК (ПАЩ), ЩСПКМ-1 по ТУ 113-03-616-87.

Противоморозные, они же ускорители твердения: хлорид кальция, ХК, хлорид натрия, ХН, по ГОСТ 450-77 и ГОСТ 13830-91.

2.1.7. Вода для изготовления обработанных материалов и приготовления растворов химических добавок должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732.

2.2. Щебеночно-песчано-цементные материалы

2.2.1. Прочность обработанного материала в проектном возрасте (28 сут) характеризуют маркой. Соотношение между маркой по прочности и прочности на сжатие должно соответствовать требованиям, указанным в табл.1.

Марка по прочности

Предел прочности, МПа (кгс/см ), не менее

на растяжение при изгибе

1. Допускается определять прочность в установленные промежуточные сроки. При этом прочность в возрасте 7 сут должна быть не менее 0,7 от нормируемого значения прочности в проектном возрасте (28 сут).

2. Прочность на сжатие рекомендуется определять на образцах-цилиндрах, уплотненных методом стандартного уплотнения по ГОСТ 23558-94.

3. Прочность на растяжение рекомендуется определять методом раскалывания образцов-цилиндров по образующей. Соотношение между растяжением при раскалывании и растяжением при изгибе определяется по ГОСТ 23558-94.

2.2.2. Марку по морозостойкости обработанных материалов F 10, F 15, F 25, F 50, F 75 следует назначать по СНиП 2.05.02-85 в зависимости от категории дороги и климатических условий.

За марку по морозостойкости принимают установленное число циклов попеременного замораживания и оттаивания, при которых допускается снижение прочности на сжатие не более чем на 25% от нормируемой прочности в проектном возрасте.

3. ПОДБОР СОСТАВА СМЕСИ

3.1. Подбор состава цементоминеральных материалов (ЩПЦС) следует производить заранее, до начала строительства, по ГОСТ 23558 и настоящим Рекомендациям.

При подборе следует стремиться получить смеси оптимального непрерывного зернового состава с наибольшими прочностью, плотностью и требуемой морозостойкостью при минимальном количестве вяжущего, что достигается правильно подобранным содержанием в смеси щебня, песка, цемента, воды и ПАВ.

3.2. Подбор состава смеси осуществляют в следующей последовательности: проведение подготовительных работ (получение исходных материалов, подготовка необходимых форм для изготовления образцов и т.п.); испытание исходных материалов; назначение не менее трех составов смесей для экспериментальной проверки с тремя расходами цемента; расчет оптимального зернового состава смесей; экспериментальное определение оптимальной влажности и максимальной плотности; изготовление и испытание образцов всех запланированных серий с тремя расходами цемента; обработка результатов испытаний; расчет производственного состава смеси.

3.3. Подготовительные работы. Выбор форм для образцов. Для подбора состава смесей и контроля качества производственной смеси используют следующие формы, приборы и способы изготовления образцов.

Для пескоцементных смесей используют цилиндр диаметром и высотой 50 мм. Уплотняют трамбованием гирей 2,5 кг, падающей с высоты 30 см, 20 ударами или прессованием на прессе под давлением 20 МПа (200 кгс/см с выдержкой 3 мин).

Для щебеночно-песчано-цементных смесей (цементоминеральных материалов — ЩПЦМ) с максимальным размером щебня 20 мм используют цилиндр диаметром и высотой 100 мм. Уплотняют трамбованием гирей 2,5 кг, падающей с высоты 30 см, 120 ударами или прессованием на прессе под давлением 20 МПа (200 кгс/см ) с выдержкой 3 мин.

Для цементоминеральных материалов с максимальным размером щебня 40 мм и содержанием в смеси фракции 20-40 мм до 30% используют те же формы, методы и режимы уплотнения, что и для смеси с максимальным размером зерен 20 мм. Большее количество крупного щебня в ЩПЦС использовать не рекомендуется.

Допускается использовать формы-кубы с ребром 100 мм при наличии в смеси щебня и с ребром 70 мм для песчаных смесей. Смесь уплотняют методом вибрации с пригрузом давлением 40 г/см до полного оседания пригруза и появления влаги (ориентировочное время вибрирования — 50-60 с). На конкретных материалах целесообразно уточнить переходный коэффициент от прочности образца-цилиндра к образцу-кубу на стадии подбора состава смеси.

За базовый принимается образец с размером стороны 100 мм. При испытании смесь засыпают в три приема, штыкуя каждый слой 25 раз металлическим стержнем диаметром 12 мм, в форму малого прибора — в один прием, штыкуют 25 раз.

После этого смесь уплотняют одним из вышеуказанных способов. Изготовленные образцы хранят в камерах нормального твердения. Испытания образцов проводят на прессах согласно ГОСТ 23558.

Источник