Щебень и гравий из плотных горных пород являются одними из самых востребованных материалов в гражданском и промышленном строительстве. Они применяются в качестве заполнителей для бетонных смесей, основания дорожных покрытий, фундаментных слоёв и многих других конструкций. Чтобы обеспечить долговечность и безопасность построек, необходимо строго контролировать качество этих материалов. Основным нормативным документом, регулирующим их свойства и методы контроля, является ГОСТ 24100‑80 (в действующем виде) и ряд сопутствующих стандартов, таких как ГОСТ 31436‑2012, ГОСТ 24861‑81.

Нормативно‑правовая база

• ГОСТ 24100‑80 «Щебень и гравий из плотных горных пород. Технические условия» – определяет классификацию, требования к физико‑механическим свойствам и порядок их контроля.
• ГОСТ 31436‑2012 «Материалы и изделия из природного камня. Методы защиты» – описывает методы защиты, которые могут влиять на испытательные процедуры.
• ГОСТ 24861‑81 «Гранулы и песок. Методы испытаний» – применяется к определению гранулометрического состава.
• Сводные документы Минстроя России (приказы, методические рекомендации) – уточняют порядок проведения испытаний на площадке.

Классификация щебня и гравия

Согласно ГОСТ 24100‑80 материал делится по двум признакам:

1. По типу исходного породы:
   • Гранитный щебень
   • Базальтовый щебень
   • Кварцитовый гравий
   • Сланцевый гравий
2. По фракционному составу:
   • Щебень 5‑20 мм, 20‑40 мм, 40‑63 мм и др.
   • Гравий 5‑15 мм, 15‑31,5 мм, 31,5‑63 мм и др.

Требования к материалу

Основные параметры, фиксируемые в ГОСТ 24100‑80, включают:

• Плотность (масса единицы объёма) – не менее 2,50 т/м³ для щебня и 2,45 т/м³ для гравия.
• Водопоглощение – максимум 2 % (при нагреве 105 °C до 20 °C).
• Прочность на сжатие – не менее 30 МПа для щебня 5‑20 мм, 25 МПа для щебня 20‑40 мм.
• Удельный объём пор – не более 0,5 %.
• Морозостойкость – классификация F150 (по ГОСТ 10178‑91) или выше.
• Отсутствие примесей (глина, органика, металлы) более 0,5 % по массе.

Методы испытаний

Определение фракционного состава (градуировка)

Методика основана на ГОСТ 24861‑81. Проводится просеивание образца через набор сит (5 мм, 2,5 мм, 1,18 мм, 0,6 мм, 0,3 мм). Масса каждого фракционного остатка измеряеться, после чего рассчитываются процентные содержания.

Плотность и удельный объём пор

Определяется методом вытеснения (по ГОСТ 24744‑80) или методом архимедова погружения. Для щебня используют цилиндрический образец высотой 100 мм и диаметром 100 мм.

Водопоглощение

Образец (масса сухого образца m₀) погружается в воду при температуре 20 ± 1 °C на 24 ч. Затем образец отжимают до постоянного веса (m₁). Водопоглощение рассчитывается по формуле:

W = ((m₁ – m₀) / m₀)·100 %

Прочность на сжатие

Испытание проводится в статическом прессе (модель «С‑250» или аналог). Образец – цилиндр 30 mm × 60 mm. Нагрузка прикладывается с постоянной скоростью 1,0 MPa/с до разрушения. Прочность определяется как отношение предельной нагрузки Pmax к площади поперечного сечения:

σ = Pmax / A (МПа)

Морозостойкость

Методика – циклическое замораживание‑оттаивание (по ГОСТ 10178‑91). Образец подвергается 150 циклам при –20 °C/+20 °C (по 2 ч каждый). После завершения испытаний измеряется изменение плотности и прочности.

Износостойкость (коэффициент истирания)

Определяется по методу «Лабораторный стенд по истиранию» (ГОСТ 13174‑91). Щебень помещается в вращающийся барабан с абразивными элементами, после 10 000 оборотов измеряется масса износа.

Прочность на изгиб (для гравия крупной фракции)

Испытание проводится на трехточечном изгибе. Образец – прямоугольный блок 50 mm × 50 mm × 200 mm. Нагрузка поднимается с темпом 0,5 MPa/с до разрушения.

Оборудование и средства измерения

Протокол испытаний (пример)

1. Подготовка образцов – отбор 5 шт. репрезентативных кусочков из партии, их высушивание при 105 °C до постоянного веса.
2. Градуировка – просеивание через набор сит, запись % каждой фракции.
3. Определение плотности – измерение массы сухого образца, определение объёма, расчёт плотности.
4. Водопоглощение – погружение в воду, отжим, расчёт %.
5. Прочность на сжатие – установка образца в пресс, загрузка, запись предельной нагрузки.
6. Морозостойкость – 150 циклов замораживания‑оттаивания, повторный контроль плотности и прочности.

Приёмка и отклонения

Если один или несколько параметров находятся за пределами допуска, партия считается непригодной и подлежит либо повторной переработке, либо утилизации. При отклонениях в пределах ±5 % от нормативных значений допускается выдача «свидетельства о соответствии» с отметкой «с ограничениями».

Практический пример расчёта

Допустим, получены следующие данные для щебня 20‑40 мм:

• Плотность сухого образца = 2,58 т/м³ (норма ≥ 2,50 т/м³) – соответствует.
• Водопоглощение = 1,8 % (норма ≤ 2 %) – соответствует.
• Прочность на сжатие = 27 МПа (норма ≥ 25 МПа) – соответствует.
• Морозостойкость F150 (по 150 циклам снижение прочности < 5 %) – соответствует.

Все параметры находятся в пределах допустимых, следовательно, партия получает сертификат соответствия.

Методы испытаний, описанные в ГОСТ 24100‑80 и сопряжённые стандарты, позволяют объективно оценить качество щебня и гравия из плотных горных пород. Строгий контроль фракционного состава, плотности, водопоглощения и механических характеристик гарантирует долговечность строительных конструкций и экономическую эффективность проектов; При соблюдении регламентированных процедур и использованию калиброванного оборудования можно минимизировать риски отклонений и обеспечить полное соответствие продукции требованиям нормативных документов.

Список использованных источников

1. ГОСТ 24100‑80 «Щебень и гравий из плотных горных пород; Технические условия». М.: Стандартинформ, 2023.
2. ГОСТ 31436‑2012 «Материалы и изделия из природного камня. Методы защиты». М.: Техтекст, 2021.
3. ГОСТ 24861‑81 «Гранулы и песок. Методы испытаний». М.: Стандартинформ, 2019.
4. ГОСТ 10178‑91 «Классификация морозостойкости горных пород». М.: Стандартинформ, 2018.
5. Приказ Минстроя России № 108/д от «Методические рекомендации по испытаниям заполнителей». Москва, 2022.