Нерудные строительные материалы

Нерудные строительные материалы получают из нерудных полезных ископаемых. Последние имеют минеральное происхождение. В отличие от рудных и горючих полезных ископаемых, неруды не содержат металлов и горючих веществ. В строительстве и промышленности они используются либо в естественном виде (глина, гравий, песок и другие), либо как сырье, из которого также производятся стройматериалы (щебень, керамзит и прочие).

Отметим, что некоторые источники также ошибочно приписывают к нерудным полезным ископаемым каменный уголь. Однако он в эту группу не входит.

В этой статье речь пойдет именно о нерудных строительных материалах. Это значит, что о таких нерудных полезных ископаемых как, например, калийная соль мы говорить не будем. Да и вообще мы постараемся отойти от понятия «полезное ископаемое». Кроме того, в рамках этой статьи мы не будем говорить об отдельных нерудных полезных ископаемых, представленных, например, горными породами (гранит, известняк, мрамор и другие) или минералами (кварц, доломит и прочие). О них мы будем упоминать лишь при описании того или иного стройматериала.

Итак, к основным нерудным строительным материалам относят:

• Щебень
• Гравий
• Песок
• Отсев
• Скальный грунт
• Песчано-гравийную смесь (ПГС)
• Песчано-щебеночную смесь (ПЩС)
• Дресву
• Керамзит

Практически все эти материалы добывают открытым способом, то есть с поверхности земли. При этом может использоваться различная техника, а выработка возможна как на суше, так и под водой. Исключение в этой группе – керамзит. Он является искусственным материалом, который производят из глины или глинистых сланцев путем обжига сырцовых гранул при высоких температурах.

Нерудные строительные материалы получают из осадочных, магматических и метаморфических горных пород, месторождения которых расположены по всей Земле, а также минералов, которые тоже очень широко распространены. После добычи это сырье может подвергаться механической обработке (например, дроблению, сортировке, распилу, шлифовке, измельчению и так далее), в результате которой и получаются строительные материалы.

Классифицировать нерудные строительные материалы можно по-разному. Например, выделяют группы в зависимости от:

• Условий выработки, или происхождения (естественные и искусственные, в зависимости от того, реализуется сырье сразу или подвергается дополнительной обработке после добычи)
• Исходного сырья (магматические, метаморфические и осадочные горные породы, минералы)
• Способа добычи (материалы, добытые гидромеханическим, открытым или другим способом)
• Размера зерен (крупные и мелкие)
• Наличия постобработки (с ней – например, окрашивание – или без нее)
• Плотности (плотные и пористые)
• Прочности (сверхпрочные, прочные, малопрочные)

Этот список можно продолжать. И для каждой группы материалов он будет свой.

Далее мы разберем основные нерудные материалы, перечисленные в начале статьи. Мы скажем об их происхождении, свойствах, способах применения.

Щебень

Он является основным и наиболее востребованным из всех нерудных материалов. На него приходится почти 50% всего объема производимых нерудов. Да и вообще очень сложно представить какое-либо современное сооружение, в строительстве которого бы он не использовался.

Щебень является сыпучим материалом неорганического происхождения. Он состоит из зерен, чей размер начинается от 3-5 мм. Его получают путем дробления горных пород, минералов, гравия и валунов, а также попутно добываемых пород или отходов горной промышленности. На него дробят даже бетон и кирпич!

Выделяют такие основные классификации щебня:

• По фракции
• В зависимости от исходной породы

Дальше мы коротко скажем о каждой.

Фракции щебня

После дробления горной породы щебень сортируют по размерам зерен – на фракции. Она обозначается двумя цифрами и показывает наименьший и наибольший размер камней в отдельно взятой партии. Измеряются фракции в миллиметрах (мм).

Фракции щебня бывают:

• Стандартными
• Нестандартными
• Евро

Информацию о них мы поместили в таблице ниже.

Виды щебня в зависимости от породы

В зависимости от исходной горной породы, щебень может быть разных видов. Очень подробно эта классификация описана на странице наших партнеров – компании «Грунтовозов», на странице Виды щебня. Мы же кратко опишем только основные разновидности.

• Гранитный
  Это щебень из твердой породы магматического происхождения и зернистого строения. Материал имеет красный, розовый или серый оттенок и является наиболее распространенной разновидностью щебня. В нашем регионе встречается только серый гранитный щебень.
• Гравийный
  Он менее прочный, чем гранитный. Это связано с тем, что гравий – осадочная порода, добываемая на поверхности. С другой стороны, по сравнению с гранитным, гравийный щебень имеет гораздо более низкие показатели радиоактивности.
• Известняковый
  Его получают в результате дробления известняка – осадочной горной породы. Обычно у нее не очень высокие прочностные характеристики. Однако, наряду с гранитным, известняковый щебень является одним из наиболее распространенных.
• Мраморный
  Мрамор – метаморфическая горная порода, которая обладает отличными декоративными характеристиками. Она бывает белой, желтой, серой, кремовой, коричневой. Щебень из нее востребован в ландшафтном дизайне и декоративных работах.
• Вторичный
  Так называют щебень, получаемый при дроблении строительных отходов (бетона, кирпича и других). Он практически в два раза дешевле гранитного, а его производство требует гораздо меньше затрат. С другой стороны, свойства такого щебня, разумеется, хуже. Но это совершенно не мешает использовать его в различных областях.
• Шлаковый
  Это продукт дробления отвальных металлургических шлаков. Такой щебень обладает низкими параметрами прочности, что компенсируется его невысокой стоимостью. Также стоит учитывать качество и безопасность шлаков, из которых получили этот материал.

У нас в продаже представлены следующие виды щебня в зависимости от исходного сырья, из которого его получили:

• Амфиболитовый
• Габбро
• Гравийный
• Гранитный
• Диоритовый
• Известняковый
• Кварцевый
• Мраморный
• Пироксенитовый
• Серпентинитовый

Что касается характеристик щебня, то их у него много.

Основными параметрами его качества являются:

• Прочность (она же устойчивость к механическим нагрузкам)
• Морозостойкость (количество циклов заморозка-оттаивание, которое способен выдержать материал без разрушения)
• Лещадность, или форма зерен
• Истираемость (устойчивость к динамическим нагрузкам)
• Содержание пылевидных и глинистых частиц
• Содержание зерен слабых пород
• Радиоактивность (безопасность материала с точки зрения его способности излучать радиацию)

Технические характеристики щебня, как и размер его зерен, напрямую влияют на способы его применения. Информацию об этом мы поместили в следующем таблице.

Гравий

Гравий относится к осадочным породам и представляет собой продукты выветривания и переотложения. Его добывают открытым способом – в карьерах или со дна водоемов – при помощи специальной техники.

Иногда этот материал также путают с щебнем. Они и правда похожи: по сути, и щебень, и гравий представляют собой камешки разных размеров.

Однако у них есть ряд отличий:

• Зерна гравия имеют более округлую форму и неострые края
• Щебень – всегда результат дробления горного сырья на мелкие камни, тогда как гравий могут реализовывать сразу после добычи
• Структура зерен гравия обычно мало выражена, структура исходной породы сохранена слабо
• Гравий имеет менее однородный зерновой состав

Кроме того, гравий уступает щебню по таким характеристикам как прочность, морозостойкость, истираемость, адгезия, содержание зерен слабых пород и другим.

Гравий часто используют как аналог щебню в тех регионах, где горнодобывающая промышленность развита слабо или где щебень не добывается в больших количествах (обычно это территории, расположенные на равнинах и вдали от гор).

Песок

Песок относится к осадочным горным породам и имеет естественное происхождение. Он образовался в результате процессов выветривания: это когда дождь, ветер, снег и прочие негативные факторы внешней среды воздействовали на породу и постепенно ее разрушали, превращая в пыль. Это и есть песок. Размер его зерен лежит в диапазоне от 0 до 5 мм.

В зависимости от места и способа добычи, принято выделять следующие типы песка:

• Речной
• Озерный
• Морской
• Карьерный
• Намывной
• Эфельный

Первые три типа добываются со дна водоемов при помощи гидронасосов и прочей специальной техники. Они отличаются чистотой, отсутствием посторонних примесей, мусора, пыли и глины. Однако иногда эти разновидности могут быть заилены.

Карьерный песок, как следует из названия, добывается в карьерах с привлечением простой наземной техники: бульдозеров, экскаваторов, погрузчиков, самосвалов и так далее. Часто этот материал не подвергается тщательной очистке, поэтому бывает загрязнен глиной. Его песчинки имеют острые края. Однако иногда этот песок все же просеивают, чтобы исключить из его состава камни, гальку и другие крупные элементы.

Намывной песок добывают при помощи гидронасосов со дна специально затопленных водоемов. Поэтому, по сути, эта разновидность занимает промежуточное положение между речным и карьерным типом.

Эфельный песок, в отличие от всех остальных видов, можно отнести к искусственным пескам. Он представляет собой мелкий материал, который получают в ходе добычи золота и других ценных металлов. По сути, эфель представляет собой отходы производства.

Песок обладает рядом свойств, которые во многом определяют сферу его использования. Одним из главных его параметров часто называют зерновой, или гранулометрический состав.

Чтобы разделить песок по размерам и отнести его к той или иной фракции, его просеивают через разные сита, имеющие отверстия следующих размеров: 0,14, 0,315, 0,63, 2,5, 5 и 10 мм. В соответствии с этим, песок разделяют на:

• Крупный (более 2,5 мм)
• Средний (2,0-2,5 мм)
• Мелкий (1,5-2,0 мм)
• Очень мелкий (1,0-1,5 мм)

Именно этими терминами и размерами часто пользуются строители и покупатели. Однако существует и более подробная классификация этого материала по размерам. Она закреплена в государственном стандарте на песок и представлена в следующей таблице.

От крупности зерен песка зависит качество изделий, производимых из него. Так, в бетонах разных марок прочности используются как разные фракции отдельно, так и смеси фракций песка.

Что касается применения этого материала, то песок с древних времен широко используется в строительстве.

Его берут для:

• Приготовления бетонной смеси
• Приготовления кладочных, штукатурных и прочих строительных растворов
• Оборудования дренажных систем
• Обратной засыпки
• Изготовления тротуарной плитки

В дорожных работах песок востребован при приготовлении асфальтобетонных смесей, оборудовании дорожного пирога. Им также отсыпают обочины.

Что касается благоустройства, то здесь песок применяют:

• В роли подушки под тротуарную плитку и прочие покрытия
• Как наполнитель детских песочниц
• Для отсыпки пляжей и берегов водоемов
• Для выравнивания и поднятия участков
• Для отсыпки детских и спортивных площадок
• Как противогололедный материал

Песок также пользуется популярностью в ландшафтном дизайне, стекольной промышленности, инженерных работах и производстве железобетонных изделий.

Отсев

Его также называют песком из отсевов дробления, или песком, имеющим искусственное происхождение. Он является побочным продуктом при производстве щебня. При дроблении той или иной горной породы возникает до 15% отходов, которыми, собственно, и является отсев. По внешнему виду он похож на песок.

Размер зерен отсева лежит в диапазоне от 0 до 5, иногда до 10 мм. Его частицы имеют острые углы и неровную поверхность. Поэтому можно сказать, что по своим характеристикам отсев занимает промежуточное положение между песком и щебнем. Ведь для него определяют как характеристики, присущие песку (содержание пылевидных и глинистых частиц, примеси глины, коэффициент фильтрации и другие), так и параметры, характерные для щебня (например, прочность, адгезию и прочие).

Вид отсева напрямую зависит от горной породы, из которой его получили.

У нас в продаже представлены следующие разновидности этого материала:

• Амфиболитовый
• Габбро
• Гранитный
• Диоритовый
• Известняковый
• Кварцевый
• Мраморный
• Пироксенитовый
• Серпентинитовый

Как вы могли заметить, этот список почти полностью идентичен щебневому.

Что касается фракций, то их у отсева три:

• 0-4 мм (еврофракция)
• 0-5 мм
• 0-10 мм

Применяют песок из отсевов дробления в следующих сферах:

• Строительство
• Дорожное строительство
• Инженерия
• Благоустройство
• Ландшафтный дизайн

Что касается конкретных работ, то отсев востребован в качестве заполнителя бетонных, асфальтобетонных, кладочных, штукатурных и прочих смесей, при изготовлении стеновых блоков и тротуарной плитки, оборудовании различных подушек, изготовлении ЖБИ, для обратной засыпки, стяжки, оборудования дренажных систем, ямочного ремонта, создания различных архитектурных форм, декора, разных отсыпок и засыпок, посыпки тротуаров и пешеходных дорожек при гололеде и так далее.

Скальный грунт

Скальный грунт (скала, скальник) – это пласты различных твердых пород осадочного, магматического или метаморфического происхождения. Их минералы находятся между собой в жесткой структурной связи, что обеспечивает высокую прочность материала. Поэтому добыча скалы чаще всего происходит при помощи взрывных работ (взрывная разновидность). Однако ее также могут добывать и с помощью обычных экскаваторов (разборный тип).

Скальный грунт бывает следующих фракций (в мм):

• 0-100
• 0-200
• 0-300
• 0-400
• 0-500
• 0-600

Однако и это не предел. Хотя стоит отметить, что если скала имеет слишком крупные камни в своем составе (более 80-100 см), то ее дополнительно дробят или взрывают.

В зависимости от происхождения, скальные грунты могут содержать различные минералы. Список основных мы разместили в следующем таблице.

Основными характеристиками скального грунта являются:

• Прочность (может быть до 120 МПа)
• Морозостойкость (зависит от исходной породы)
• Плотность (зависит от глубины залегания породы и может быть очень плотной, плотной, рыхлой и очень рыхлой)
• Коэффициент выветрелости (показывает подверженность грунта выветриванию, также зависит от глубины залегания породы)

Скальный грунт используется, главным образом, для укрепления грунта под фундаментом, создания насыпей, возведения мостов, плотин, тоннелей и других инженерных сооружений. Его также берут для поднятия и выравнивания участка, обратной засыпки, засыпки ям, канав и траншей, болот. Если камни имеют привлекательный внешний вид, им также можно найти применение в ландшафтном дизайне – все зависит от вашей фантазии и задумки.

ПГС (песчано-гравийная смесь)

Песчано-гравийная смесь (ПГС) – это строительный материал, представляющий собой смесь из гравия и песка в разном соотношении. Его качество определяется процентным соотношением компонентов смеси. Добывают материал в карьерах открытым способом или со дна естественных водоемов – рек или озер.

ПГС принято делить на две основные группы:

• Природные, которые реализуют сразу же после добычи без дополнительной обработки
• ОПГС, или обогащенные ПГС, чей состав был намеренно подкорректирован

В природной смеси содержание гравия с размером зерен более 5 мм составляет не менее 10% и не более 95% от общего объема. Как вы понимаете, это очень большой разброс. Заранее невозможно узнать, смесь с каким составом вам привезут. Поэтому природную разновидность нельзя использовать в ответственных работах.

Что касается ОПГ, то ее обогащение производится путем внесения в смесь гравия в соответствии с требованиями строительных нормативов, которые распространяются на те виды работ, для которых планируется использовать ПГС.

Существует пять групп ОПГС в зависимости от количества гравия в смеси:

• I – содержание гравия от 15 до 25%
• II – от 25 до 35%
• III – от 35 до 50%
• IV – от 50 до 65%
• V – от 65 до 75%

Все они имеют разное назначение.

На свойства ПГС оказывают влияние как характеристики песка, так и свойства гравия.

Основными качественными показателями ПГС считаются:

• Зерновой состав (соотношение в смеси гравия и песка)
• Максимальные размеры зерен гравия в смеси (фракция гравия)
• Прочность (зависит от горной породы, из которой образовался гравий)
• Морозостойкость (определяется только для гравия)
• Содержание природных глинистых, комковых, пылевидных, илистых частиц, а также органических примесей
• Радиоактивность

Применяют этот материал в следующих работах:

• Производство бетона
• Обустройство оснований под дорожные покрытия
• Оборудование дренажных систем
• Засыпка ям, котлованов и траншей
• Обратная засыпка
• Создание оснований строительных площадок
• Поднятие и выравнивание участка
• Устройство подушек под фундаменты
• Возведение железнодорожных насыпей

Также его можно брать для благоустройства и декоративного оформления участка.

ПЩС (песчано-щебеночная смесь)

ПЩС, ЩПС или песчано-щебеночная смесь, как и ПГС, состоит из двух компонентов: щебня и песка (отсева). Она образуется в результате дробления горного сырья на щебень.

По своему происхождению ПЩС бывает природной и искусственно обогащенной. Последняя используются в ответственных работах, поэтому ее состав нормируется государственным стандартом на ПЩС. Согласно этому документу, смесь классифицируется на основе гранулометрического состава основных компонентов. Информацию об этой классификации вы найдете в следующей таблице.

На свойства ПЩС оказывают влияние как характеристики щебня, так и свойства песка.

К числу важных производственных параметров следует отнести:

• Прочность щебня
• Зерновой состав песка
• Зерновой состав щебня
• Морозостойкость
• Радиоактивность
• Коэффициент фильтрации
• Содержание пылевидных и глинистых частиц
• Содержание глины в комках
• Водостойкость

Также одним из главных практических свойств ПЩС является то, что смесь очень легко трамбовать. Благодаря этому из нее получаются надежные твердые покрытия, площадки и формы. При этом работы можно проводить в неблагоприятных погодных условиях без потери качества.

Область применения ЩПС напрямую зависит от механических прочностных показателей и группы по виду.

Так, песчано-щебеночную смесь можно использовать для:

• Устройства верхнего слоя дорожного покрытия дорог 1-3 категории (смеси С1 и С2)
• Обустройства нижнего слоя дорожного покрытия (смеси С3-С8)
• Подготовки основания дорог (смеси С3-С8)
• Расклинцовки (смеси С9-С11)
• Балластировки железнодорожных путей (смеси С4 и С6)
• Создания асфальтобетонных покрытий
• Обустройства обочин
• Укрепления дорожных покрытий
• Строительства временных дорог и оборудования подъездов
• Обустройства различных площадок
• Поднятия и выравнивания участков
• Покрытия парковок
• Забутовки столбов забора
• Различных засыпок и отсыпок
• Обратной засыпки

Дресва

Дресва представляет собой рыхлые породы осадочного происхождения. Они образуются при разрушении горных пород в процессе выветривания, а также температурной эрозии и состоят из угловатых обломков размером до 20 мм. При этом, по мере углубления в породу, зерна дресвы будут иметь больший размер.

По сути, дресва – это нечто среднее между крупным песком и мелким щебнем. Породы, из которых образована дресва, имеют континентальный характер залегания: они не подвергаются переносу и воздействию различных растворов. Дресва может быть получена и искусственным путем – в результате дробления породы на карьере.

Поскольку дресва образована из пород, не подвергавшихся серьезным изменениям, ее состав обычно однороден. Дресва малосжимаема и обладает большой сыпучестью.

Для нее также характерны:

• Высокая водопроницаемость
• Малая влагоемкость
• Склонность к усадке
• Низкая прочность

Использовать дресву для создания фундаментов, насыпей и других подобных сооружений нельзя. С другой стороны, она отлично подходит для отсыпки и подъема земельных участков, создания дорожек и отсыпки площадок, устранения подтоплений, создания декоративных элементов ландшафтного дизайна.

Благодаря своим абразивным свойствам, дресва издавна используется как чистящий и полировочный материал. В строительстве ее применяют в качестве заполнителя для бетонов невысоких марок. Дресва также является основой для приготовления плодородных смесей в садовом хозяйстве.

Керамзит

Керамзит – это легкий пористый материал, который имеет ячеистую структуру и обладает небольшим весом. Его получают методом обжига легкоплавких глин при температуре до 1300° С, во время которого сырье вспучивается, образуя округлые или овальные гранулы. Снаружи такие гранулы оплавляются, причем на их поверхности образуется почти непроницаемая оболочка. Последняя обеспечивает материалу высокую водостойкость.

Различают следующие виды керамзита по форме его гранул:

• Керамзитовый гравий
  Это один из самых распространенных видов материала. Термин «гравий» определяет скорее внешний вид керамзита, но не его свойства: зерна этого материала имеют округлую форму и плотную наружную оболочку темно-бурого цвета.
  Керамзитовый гравий не впитывает влагу, в нем не содержатся вредные примеси. Производят его во вращающих печах из легкоплавких глинистых пород. Вспучиваясь, сырье превращается в керамзит с размерами гранул от 5 до 40 мм.
• Керамзитовый щебень
  Гранулы керамзитового щебня получаются, как правило, произвольной формы, ведь его производство основано на дроблении вспученной керамзитовой массы. Зерна с угловатыми сторонами дают отличную сцепку в бетонной смеси, потому именно керамзитовый щебень часто используют в качестве заполнителя для бетона.
• Керамзитовый песок (отсев керамзита)
  Этот материал получают при обжиге глинистой мелочи, дроблением кусков керамзита большой величины либо отсеиванием отходов при обработке глинистых пород. Полученные зерна размером от 0,14 до 5 мм также могут быть использованы в качестве заполнителя бетонной смеси.

Кроме того, керамзит бывает нескольких разновидностей в зависимости от размера его зерен.

Выпускаются следующие основные фракции керамзита (мм):

• 0-5
• 0-10
• 5-10
• 5-20
• 10-20
• 20-40

Каждая фракция может содержать до 5% более мелких зерен и столько же зерен крупнее, чем ее номинальные размеры.

Основными характеристиками керамзита считаются следующие его параметры:

• Насыпная плотность
• Прочность
• Водопоглощение
• Модуль упругости
• Морозостойкость
• Теплопроводность
• Радиоактивность

К главным достоинствам керамзита можно отнести его:

• Натуральность
• Легкость
• Долговечность
• Биологическую и химическую инертность
• Огнеупорность
• Простоту использования

Но не лишен этот материал и недостатков.

Так, керамзит:

• Хрупкий
• Имеет низкую морозостойкость
• Относительно малопрочный

Основной способ использования керамзита – оборудование теплоизоляции. Им утепляют потолки, стены, полы, фундаменты, отмостку, а также бани, гаражи, сараи и прочие сооружения. Материал также активно применяют в роли крупного и мелкого заполнителей в бетонных смесях. Из него делают керамзитобетонные блоки, широко применяемые в частном домостроении. А керамзитовый песок, например, можно добавлять в штукатурные и кладочные растворы.

Итак, мы рассказали о различных нерудных строительных материалах. Они имеют не только разное происхождение, но и свойства, а также сферы применения.

Отметим также, что все описанные выше материалы представлены у нас в продаже.