Щебень известняковый — свойства, применение, добыча, сравнение и ГОСТы

Известняковый щебень — один из ключевых нерудных материалов в российском строительстве и дорожной отрасли. При грамотном применении он способен заметно удешевить объект без критической потери эксплуатационных свойств, но у него есть и объективные ограничения, которые нужно понимать.

Ниже — развернутый материал по теме: что такое известняковый щебень, его состав, свойства, сферы применения, добыча в мире и России, сравнение с другими видами и нормативная база.

‍

Что такое известняковый щебень

‍

Известняковый щебень — это дроблёный материал, получаемый из осадочной горной породы известняка, состоящей преимущественно из карбоната кальция CaCO₃ (кальцита).

Щебень из известняка получают методом дробления в карьерных или реже — подземных условиях, затем материал фракционируют и сортируют по размерам. По ГОСТ 8267-93 он относится к щебню из плотных горных пород, применяемому в качестве заполнителя для бетона, железобетонных изделий и строительных работ.

Внешне это, как правило, светлый (белый, серый, желтоватый)камень с пористой структурой и шершавой поверхностью, что улучшает сцепление с цементным камнем.

‍

Происхождение и состав известняка

‍

Известняк — осадочная порода биогенного происхождения: он формируется из накопления и уплотнения остатков морских организмов (раковины, скелеты, кораллы и т.п.), а также химических осадков карбоната кальция.

Основу известняка составляет карбонат кальция (CaCO₃); помимо него присутствуют:

• доломит (CaMg(CO₃)₂),
• кварц,
• глинистые минералы,
• железистые примеси и др.

В зависимости от примесей выделяют различные разновидности известняка: глинистый, доломитовый, кремнистый, органогенный (ракушечник) и др., что отражается на цвете и прочности исходной породы, а значит — и щебня.

‍

Химический состав известнякового щебня

‍

В типичном известняке доля карбоната кальция составляет около 50–95 %, остальное — примеси.

‍

Обобщённо химический состав можно описать так:

• CaCO₃ (кальцит) — базовый компонент (50–95 %)
• MgCO₃ (доломит) — от долей процента до десятков процентов
• SiO₂ (кремнезём) — кварц и кремнистые примеси
• Al₂O₃, Fe₂O₃ — глинистые и железистые включения

Именно высокое содержание CaCO₃ определяет:

• хорошую     совместимость с цементом,
• щёлочную     реакцию среды,
• чувствительность     к кислотам и агрессивным средам.

‍

Технические характеристики и ГОСТы

‍

Основные нормативы

1. ГОСТ     8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ»
       Устанавливает требования к фракциям, маркам по прочности, морозостойкости,     истираемости, содержанию слабых пород, лещадности и т.д. для щебня из     плотных горных пород, включая известняк.
2. В дорожном строительстве также ориентируются на ГОСТ 32703-2014 (щебень и гравий для дорожно-строительных работ) и профильные дорожные     стандарты, где задаются требования к марке по прочности и морозостойкости     для оснований и покрытий.
3. ‍

Прочность

‍

По данным производителей и справочных материалов:

• общая     прочность известнякового щебня обычно лежит в диапазоне М200–М800;
• для     бетона и ЖБИ чаще применяют марки М400–М600, реже — М600–М800.

По сравнению с гранитным щебнем (М800–М1400 и выше)известняковый материал менее прочный, что важно при проектировании ответственных конструкций.

‍

Морозостойкость и износ

‍

Для строительного известнякового щебня типичные марки по морозостойкости — F50–F200, в зависимости от месторождения и назначения(частное строительство, дорожные основания, фундаменты малой ответственности).

Марка по истираемости и дробимости также регламентируется ГОСТ 8267-93 и должна соответствовать области применения (дорожные основания, бетоны, подушки и т.д.).

‍

Плотность и радиоактивность

• Средняя плотность зерна для щебня из плотных пород по ГОСТ — 2,0–3,0 г/см³; известняк обычно ближе к нижней границе.
• По данным производителей, удельная эффективная активность (радиационный фон)     у известнякового щебня, как правило, соответствует 1 классу (Аₑфф < 370 Бк/кг), что позволяет использовать его в жилищном строительстве     без ограничений.

‍

Где применяется известняковый щебень

‍

Благодаря доступности и приемлемым характеристикам известняковый щебень широко используется:

1. В дорожном строительстве
   
    
   • несвязанные и связные основания автомобильных дорог и площадок с невысокой и средней      нагрузкой;
    
   • подушки под тротуары, парковки, подъездные пути.
 
2. В производстве бетона и железобетонных изделий
   
    
   • бетоны низких и средних классов прочности;
    
   • подготовительные и выравнивающие слои, полы по грунту, стяжки;
    
   • ЖБИ, которые не несут критических нагрузок.
 
3. Фундаменты и частное строительство
   
    
   • ленточные и плитные фундаменты малоэтажных зданий в неагрессивных грунтах;
    
   • основания заборов, хозяйственных построек.
 
4. Дренаж и благоустройство
   
    
   • дренажные системы, отсыпка вокруг зданий;
    
   • отсыпка дорожек, площадок, подпорных стенок;
    
   • ландшафтный дизайн (декоративная отсыпка, рокарии).
 
5. Промышленность и сельское хозяйство
   
    
   • как сырьё для производства извести, цемента, соды и других химических продуктов;
    
   • для известкования кислых почв (после дополнительного помола).

Главное ограничение: известняковый щебень практически не используют в конструкциях с очень высокими нагрузками и интенсивными динамическими воздействиями (магистральные дороги, крупные мосты, тяжёлые промышленные фундаменты) — там традиционно применяются более прочные гранитные или гравийные заполнители.

‍

Как и где добывается известняковый щебень

‍

Способы добычи

‍

Основные этапы производства известнякового щебня:

1. Геологоразведка и подготовка карьера.
2. Открытая добыча (карьерный способ) — основная технология: буровзрывные работы или механическое отделение массивов.
3. Погрузка и транспортировка сырой породы на дробильно-сортировочные комплексы.
4. Многостадийное дробление (щековые, конусные, роторные дробилки).
5. Грохочение и сортировка по фракциям.

В ряде регионов возможно подземное освоение (шахты и штольни), если залегание пластов глубокое и открытая разработка экономически или экологически невыгодна.

‍

Добыча в мире

‍

Известняк — одна из наиболее распространённых карбонатных пород: на его долю приходится 19–22 % осадочного чехла Земли.

‍

Крупные производители известняка и известняковых материалов:

• Китай
• США
• Россия
• Индия
• Германия и ряд других стран.

В этих странах известняк добывают как в крупных открытых карьерах, так и подземным способом, обеспечивая сырьём цементную промышленность, металлургию, строительный сектор и химию.

‍

Запасы и добыча в России

‍

Россия обладает значительными запасами известняка:

• известняки     широко распространены в центральных районах европейской части, на Урале,     в Сибири, на Кавказе и Дальнем Востоке;
• по данным геологических обзоров, известняк относится к одним из наиболее распространённых пород осадочного чехла в России, мощность толщ может достигать нескольких километров.

Это делает известняковый щебень массовым и сравнительно недорогим материалом, особенно по сравнению с гранитным, месторождения которого географически более локализованы.

‍

Сравнение известнякового щебня с другими видами

‍

1. Известняковый vs гранитный щебень

‍

Гранитный щебень — эталон по прочности и долговечности:

• прочность: обычно М800–М1400 и выше;
• высокая морозостойкость (F200–F400);
• отличная износостойкость, подходит для магистралей, ЖБИ высокой ответственности, мостов, ЖД-балласта.

Известняковый щебень:

• прочность     М200–М800, чаще М400–М600;
• морозостойкость, как правило, ниже;
• зато:
   
  • дешевле,
   
  • проще в добыче и обработке,
   
  • имеет, как правило, низкую радиоактивность и хорошую адгезию с цементом.

Вывод:
гранитный щебень выбирают для ответственных и высоконагруженных конструкций, известняковый — для частного строительства, дорожных оснований с умеренной нагрузкой и экономичных решений.

‍

2. Известняковый vs гравийный щебень

‍

Гравийный щебень (или гравий):

• имеет природное закатанное зерно (окатанную форму);
• марки прочности обычно М800–М1200;
• низкая радиоактивность и относительно невысокая цена.

Плюсы гравия:

• хорошая прочность и морозостойкость,
• экологичность,
• часто — выгодное соотношение цена/качество.

Минусы:

• более гладкая поверхность — хуже сцепление с цементом по сравнению с     шершавым известняком;
• не всегда стабильно по фракционному и форменному составу (много «окатышей»).

Известняковый щебень обеспечивает более хорошую адгезию с цементом за счёт пористой и шершавой структуры, но уступает гравию по прочности и долговечности в тяжёлых условиях эксплуатации.

‍

3. Известняковый vs шлаковый щебень

‍

Шлаковый щебень — продукт переработки металлургических шлаков:

• его плюс — низкая стоимость и утилизация промышленных отходов,
• высокая плотность и достаточно хорошая прочность,
• применяется в дорожном строительстве, при устройстве оснований, в шлакоблоках и др.

Однако:

• высокая пористость и гигроскопичность могут ухудшать долговечность в условиях повышенной влажности;
• возможны остаточные химически активные компоненты (сернистые соединения, щёлочи), что требует контроля.

Известняковый щебень, напротив:

• более предсказуем по составу и поведению,
• не содержит техногенных примесей,
• лучше подходит для жилищного строительства и бетонных конструкций, где важна стабильность характеристик.

4. Известняковый vs вторичный (рециклинговый) щебень

‍

Вторичный щебень (из дроблёного бетона, кирпича, асфальта):

Плюсы:

• очень низкая цена;
• утилизация строительных отходов, экологический эффект;
• часто достаточная адгезия (особенно при присутствии цемента).

Минусы:

• меньшая и нестабильная прочность;
• неоднородность по составу и фракциям;
• наличие примесей.

На практике вторичный щебень рационально использовать:

• для временных дорог,
• для отсыпки площадок,
• в невысоких по ответственности основаниях.

Известняковый щебень при этом остаётся более надёжным и прогнозируемым материалом для постоянных конструкций зданий и долговечных дорог.

‍

Плюсы и минусы известнякового щебня

‍

Преимущества

1. Доступность и низкая стоимость
       Распространённость месторождений в России и мире делает известняк одним из самых дешёвых видов щебня.
2. Хорошая адгезия с цементом
       Пористая и шероховатая поверхность улучшает сцепление в структуре бетона.
3. Низкая     радиоактивность
       Как правило, соответствует 1 классу по Аₑфф, безопасен для жилищного строительства.
4. Достаточные     характеристики для частного и малонагруженного строительства
       Марки М400–М600 позволяют использовать его в подавляющем большинстве бытовых задач.
5. Экологичность природного происхождения
       Отсутствие техногенных примесей при правильном выборе карьера.

Недостатки

1. Низкая прочность по сравнению с гранитом и гравием
       Диапазон М200–М800 ограничивает использование в особо ответственных конструкциях.
2. Меньшая морозостойкость
       В условиях сурового климата и цикличного замораживания/оттаивания     известняк проигрывает граниту.
3. Чувствительность к агрессивным средам
       Материалы с высоким содержанием CaCO₃ плохо переносят воздействие кислот и некоторых промышленных выбросов.
4. Не подходит для железнодорожного балласта, мостов, тяжёлых промышленных     фундаментов
       Из-за прочности и долговечности здесь традиционно применяют гранитный и высокопрочный гравийный щебень.

Итоговый анализ

Известняковый щебень — массовый, экономичный и технологичный материал, оптимальный для:

• частного и малоэтажного строительства,
• подготовительных и выравнивающих слоёв,
• дорожных оснований с умеренной нагрузкой,
• дренажа и благоустройства.

Он уступает гранитному и высококачественному гравийному щебню по прочности и морозостойкости, но выигрывает:

• по цене,
• по доступности,
• по радиационной безопасности,
• по адгезии в бетоне.

С точки зрения грамотного проектирования задача инженера и строителя — выбирать известняковый щебень там, где его характеристик достаточно, а для критически нагруженных и долговременных конструкций переходить на гранитный или гравийный щебень более высоких марок по прочности и морозостойкости.

‍

ООО «Стальнеруд Холдинг» — один из надёжных поставщиков известнякового щебня в Казани и Республике Татарстан. Компания осуществляет прямые поставки материала с крупных месторождений, обеспечивает стабильное качество, соответствие ГОСТ 8267-93, оперативную логистику и широкий выбор фракций для дорожных, строительных, бетонных и ландшафтных работ. «Стальнеруд Холдинг» работает как с организациями, так и с частными заказчиками, предоставляя удобную доставку по Казани, Зеленодольскому, Лаишевскому, Пестречинскому и другим районам Татарстана. Благодаря собственному транспорту и складским мощностям компания гарантирует своевременное выполнение заказов и конкурентные цены на известняковый щебень.