Теплопроводность щебня фракции 20 40

Обновлено: 02.05.2024

Теплопроводность щебня. Зачем об этом говорить?

Прочность, лещадность, радиоактивность – большинство покупателей интересуют именно эти характеристики щебня. Но далеко не все начинающие строители учитывают теплопроводность камня. Небольшой ликбез – что нужно знать об этом качестве и на какое использование щебня это влияет.
Допустим, вы планируете купить щебень фракции 20-40 и ничего не знаете об его теплопроводности. Первое и главное – смотрим на материал. У разного сырья – разная термоустойчивость.

Самый подходящий для теплоизоляции щебень – керамзитовый. Работает по принципу шубы – за счет воздуха в структуре материал не принимает тепло из вне и не передает его соседним слоям. Керамзитная смесь – это большое количество очень пористых зерен, поэтому ее часто используют для создания теплоизоляционного слоя при строительстве зданий.

Совсем иное характеризует гранитный щебень: фракции 20-40, 40-70 и даже самый мелкий отсев. У гранита очень высокий коэффициент теплопроводности (КТ). Некоторые эксперты ставят его в предпоследний ряд перед металлами по этому показателю. То есть он очень легко нагревается и быстро отдает тепло материалам, которые заложены рядом. Все объясняется просто – у камня минимальная пористость, и воздуха внутри нет.
Известковый щебень имеет больше пор, нежели гранитный, и лучше изолирует тепло. Но в качестве термоустойчивого слоя его не применяют, с этой целью известняк добавляют в бетон.

Когда важен показатель теплопроводности щебня - фракции 20-40 или выше?

В дорожном строительстве характеристика не очень значима. В этой сфере ценятся другие качества – высокая прочность, лещадность, морозоустойчивость камня. А вот в строительстве зданий, особенно жилых, теплопроводность, которой обладает щебень фракции 20-40 очень важна. Мы упоминаем о фракции в данном случае исключительно из-за ее популярности. На самом деле теплопроводность зависит не от размера зерен, а только от материала.

Сравните, гранит имеет высокий КТ – 3,5. А керамзит – как минимум в 10 раз меньше, в районе 0,3. Разница большая. Поэтому в жилом строительстве теплоизоляции добиваются с помощью щебня из керамзита – фракции 20-40, 5-20 и любой другой, которая требуется для создания хорошего термослоя в данном климате, местности и для данного строения. Как используют керамзит?

Материал сыпучий, поэтому его размещают на поверхности первого, чернового слоя кровли, полов, а также между стенами. Можно добавлять керамзит в стяжку для предварительной заливки пола.

Теплопроводность щебня — важный технический показатель, указывающий на уровень способности передачи тепла во вне материала через его внутреннюю структуру.

При каких работах с щебнем нужно учитывать значения его теплопроводности

При производстве ряда профильных работ в строительной, дорожной (особенно при строительстве подушек железнодорожного полотна) и иных отраслях необходимо учитывать насколько легко тепловая энергия передается через щебень того или иного вида к близко располагающимся поверхностям внешней среды. Это важно для обеспечения долговечности и безопасности конструкций.

Если возводится термозащищенное здание (сооружение ), не следует применять в качестве термоизоляционного слоя щебеночный или гравийный материал с высоким уровнем теплопроводности. Для сохранения тепловой энергии внутри объекта желательно использовать как можно более пористое сырье. При этом нужно учитывать, что значительная пористость может негативно повлиять на прочностные показатели.

Сильно пористый щебень (например , керамзитовый) может использоваться как заполнитель. Его широко задействуют при устройстве теплоизоляционных покрытий. Виды щебня с низкой пористостью используются в малоэтажном строительстве. ЖБК поставляют строителям различные прочные и долговечные ж/б-элементы на их основе для возведения строительных объектов:

l лестничные пролеты и пр.

Сравнение видов щебня по параметру теплопроводности

В гранитном щебне малопористая структура. При высоких прочностных показателях теплопроводность его минимальна. Соответствующий коэффициент равен 3,5 Вт/мК.

Теплопроводность щебня известкового занимает среднее значение в перечне популярных щебеночных продуктов. Этим объясняется максимальная востребованность материала. Его коэффициент теплопроводности — 0,3-1,0 Вт/м*К. Дешевый продукт задействуется по всем направлениям.

Гранитный щебень фракции 20-40 имеет размер зерен от 20 до 40 мм и производится из природного гранита, или кварцевого диорита. Относится к средней фракционной группе и является наиболее востребованным среди всех видов щебня, используемых в строительстве.

Состав гранитной щебенки

Гранит – основная составляющая гранитного щебня, является одной из самых твердых горных пород, встречающихся на Земле. Это определяет его широкое применение в производстве особо прочных строительных материалов и использование при возведении сооружений, подвергающихся сильным физическим нагрузкам. Повсеместное распространение гранитной породы на территории многих стран, обеспечивает доступность и популярность этого вида строительного материала.

С геологической точки зрения гранит – это сплав самых разнообразных минералов. Он может содержать в своем составе полевой шпат, слюду и кварц. Преобладание одного из составляющих гранит веществ и будет определять цвет полученного из него щебня. Как правило, расцветка варьируется от серой до красноватой. Вкрапления темноокрашенных минералов придают гранитному щебню характерный пестрый вид.

Плюсы и преимущества фракции 20-40

Фракция 20-40 обладает наиболее привлекательными для строительства характеристиками. В частности, в качестве наполнителя щебенка такого размера обеспечивает наилучшее заполнение собой заливаемых форм, что определяет низкий расход строительного раствора в бетонных смесях. Шероховатая колотая форма гранитных зерен обеспечивает наилучшее сцепление и высокое качество получаемого материала.

Стройматериал такой фракции имеет меньшую цену по сравнению с другими видами, так как производится с меньшими трудовыми и материальными затратами. Низкая стоимость и высокие эксплуатационные характеристики объясняют его постоянный спрос среди строительных организаций.

Характеристики и свойства

Для щебня такой фракции характерны следующие показатели, влияющие на его эксплуатационные характеристики:

высокая прочность на сжатие и износ– измеряется предельной прочностью щебня при раздавливании в цилиндре и степенью износа в полочном барабане;
высокая морозоустойчивость– способность щебня выдерживать большое количество циклов замораживания и размораживания, без его разрушения;
низкая радиоактивность– позволяет использовать его в качестве строительного материала в жилых помещениях и сельскохозяйственных постройках;
низкая лещадность– небольшое содержание зерен плоской и игольчатой формы способствует лучшей утрамбовке щебня в строительных смесях и насыпных сооружениях;
шероховатая поверхность и остроугольная формаобеспечивает высокую степень сцепления с раствором цемента;
небольшая пористостьгранитного щебня определяет его низкий коэффициент водопоглощения и высокую водопропускную способность.

В соответствии с требованиями, предъявляемыми ГОСТом по номером 8267-93, определены следующие показатели для щебневого материала, произведенного из твердых гранитных пород:

насыпная плотность(вес 1 м3 в естественном состоянии, с учетом имеющегося межзернового пространства) — 1300-1400 кг на м3;
морозостойкость–F300;
зерновой состав(однородность материала)- зерна мельче 20 мм не более 10%, зерна размером свыше 50 мм – не больше 0,5%;
лещадность– 5-23%;
-радиоактивность – не превышающая показателя в 370 бк/кг(I класс радиационной безопасности);
содержание пылевидных частиц глины– не более 0,35%;
содержание комков глины– до 0,25%;
прочность– соответствующая 1000-1400 марке;
содержание частиц слабых пород– до 5%;
объемная масса– приблизительно 2,7 г/см3;
марка по износостойкости– И1;
водопоглощение– 0,4%.

Соответствие гранитного щебня этим показателям будет определяющим при оценке качества продукции.

Добыча гранитного щебня

Добыча гранитного щебня производится карьерным способом, в местах горных разработок породы. Вначале работ производятся манипуляции по извлечению гранита из скалы. Такие работы называются вскрышными. В процессе таких действий, в толще горы бурится отверстие, куда закладывается взрывчатка. Взрыв выворачивает гранитные глыбы и разбивает их на куски. Серия взрывов поменьше измельчает глыбы до размера, подходящего для помещения их в камнедробилки, где происходит их дальнейшее дробление. Полученный в результате щебень распределяется по фракциям при помощи сортировочного оборудования.

Для дробления гранитных глыб может использоваться щековая дробилка, центробежная, или роторная.

Щековая дробилка представляет собой аппарат, состоящий из двух плит. Одна плита неподвижная, а вторая приводится в движение электроприводом. Дробление происходит по принципу растирания и раздавливания гранитной породы между поверхностями плит, или, как их еще называют – щеками.

Центробежная камнедробилка используется при производстве мелких фракций щебня и является наиболее дорогим дробильным оборудованием. Принцип ее действия – в воздействии на породу центробежно-ударной силы, разбивающей гранит на мелкие части.

Роторная дробилка – наиболее часто встречающийся вариант дробильного оборудования. Измельчение породы происходит при помощи роторного мотора.

Гранитный щебень также можно получить путем просеивания остатков породы. Например, для изготовления гранитных плит для памятников и кухонных столешниц используются крупные куски породы, а оставшиеся после их извлечения мелкие остатки, используются для получения щебня. Полученный путем отсева щебневый материал имеет меньшую стоимость, чем дробленый, более низкое качество и используется в основном в качестве насыпного материала.

Применение

Физические и химические свойства гранита определяют высокие эксплуатационные характеристики получаемого из него щебня. При этом для каждой фракции определена своя сфера применения.

Фракция щебня 20-40 очень часто используется в качестве наполнителя в бетонных смесях, при закладке фундаментов и возведении железобетонных конструкций. Средний размер зерна обеспечивает наиболее оптимальное соотношение наполнителя к сцепляющему раствору. Высокие эксплуатационные характеристики получаемого материала при этом определяются большой плотностью укладки щебня.

Гранитный щебень фракции 20-40 также применяется в качестве насыпного материала для устройства основания под асфальтное полотно в дорожном строительстве. Используется он при строительстве зданий различного назначения, и других сооружений, требующих повышенную прочность материала к механическому воздействию. Применяют среднюю фракцию для выравнивания и укрепления вязкой поверхности грунтовых дорог. Очень часто щебень такого размера используют при устройстве автостоянок и временных рабочих площадок для строительной техники.
При строительстве железных дорог и трамвайных путей, фракцию 20-40 мм используют в качестве насыпного материала.

Сколько тонн щебня в кубе?

Как произвести расчет массы щебенки 20-40 мм?
В строительстве часто требуется знать точный вес материала. Например, для изготовления бетона. А погрузка и отгрузка, как правило, производится в кубометрах. Поэтому часто возникает необходимость перевести кубометры в тонны. Подсчеты будут носить примерный характер, так как на вес материала могут повлиять различные факторы. Например, показатели влажности и лещадность щебня. На вес щебня будет влиять также принадлежность его к определенной фракции.

Существует коэффициент примерного веса щебня в 1м3. Для разных фракций гранитного щебня он имеет свое значение. Так, например, коэффициент для фракции 5-20 мм будет составлять 1,31, а для фракции 20-40 мм – 1,35. Умножая коэффициент на имеющийся объем материала, получают его примерный вес. Для примера, нужно высчитать, сколько тонн щебня фракции 20-40 содержится в 3 м3. По формуле М=V*К, где М-это масса щебня, выраженная в тоннах, V-объем в м3, а К-коэффициент, высчитываем: 3*1,35=4,05 тонн. По этой же формуле можно произвести обратные расчеты, переводя вес щебня в кубометры.

Можно произвести более точные подсчеты при помощи ведра, объемом в 10 л. Щебень насыпается в предварительно взвешенное ведро с горкой, затем лишнюю породу удаляют, ровняя ее поверхность с краем ведра. Пробу взвешивают и, вычитая вес тары, получают вес щебня в 0,01 м3. Для более точных подсчетов, процедуру взвешивания можно повторить. В этом случае полученный результат прибавляют к предыдущему, и делением пополам высчитывают средний показатель. Такой метод расчетов позволяет узнать более точный вес материала, однако является наиболее затратным по времени и усилиям.

Коэффициент уплотнения

Коэффициент уплотнения – это средний нормативный показатель уплотнения (утряски) сыпучего материала, выраженный в единицах уплотнения Купл. Для гранитного щебня его значение будет держаться в пределах 1,10.

Коэффициент уплотнения позволяет рассчитать объем щебня после его перевозки. Для произведения необходимых вычислений, измеряется длина и ширина кузова машины, а также высота насыпного материала. Путем умножения результатов обмера получают объем кузова. Полученная цифра умножается на коэффициент уплотнения, равный 1,10 Купл. В итоге получаем реальный объем поставленного щебня.

В сфере поставки нерудных сыпучих материалов принято также учитывать погрешность, равную 2 м3, если груз значительно возвышается над бортами машины. Ее прибавляют к объему кузова в процессе подсчетов.

Чем отличается гранитный щебень фракции 20-40 от гравийного?

С первого взгляда, эти два строительных материала практически не имеют отличий. Оба состоят из горной породы и имеют схожее применение в строительстве. Однако различия между ними все же существуют. Сравним гранитный щебень и гравий и на основании полученных данных, сделаем вывод.

Гравий и щебень состоят из камней разрушенной горной породы. Они могут даже иметь одинаковый состав. Однако гравий, в отличие от щебня, получается путем естественного разрушения каменных пластов под воздействием внешних факторов и времени и имеет более гладкую и округлую форму.

Колотая, рваная форма щебнки – пожалуй, основной отличительный признак этого материала, позволяющий отличить его от гравия.
В составе гравия, как правило, имеется большее количество посторонних примесей, чем в щебне, так как добывается он из породы, изначально засоренной ненужными веществами.

Чистота гранитного щебня определена способом его добычи из однородной породы, исключающим попадание почвенных элементов.
Размеры гравия, как правило, будут меньше щебня, хотя все они могут иметь разные фракции, схожие по размерам.

Стоимость гравия и щебнки примерно одинаковая, однако вследствие своих более мелких размеров, гравий расходуется намного быстрее.
На основании вышеизложенного, можно сделать следующий вывод: гравий менее предпочтителен при производстве строительных смесей, так как обеспечивает меньшее сцепление с цементным раствором. Также, наличие посторонних примесей может плохо отразиться на качестве полученного в результате материала.

На что обратить внимание при покупке щебенки?

Приобретая щебенку, прежде всего, необходимо определиться с фракцией. Каждая из них имеет свою сферу применения. Например, фракция 20-40 мм наиболее часто используется при заливке бетонов, устройстве фундаментов и насыпных оснований для автодорог.

Технические характеристики покупаемого щебня должны соответствовать ГОСТу, определяющему пригодность материала для определенного вида использования. Так, например, высокий процент лещадных (плоских) зерен, ухудшит качество полученного в результате бетона и повысит расход цементного раствора, что повлечет за собой увеличение денежных затрат. Наилучшим для производства бетона, является щебень кубовидной формы, с низким содержанием пылевидных и глинистых веществ.

Такой показатель гранитного щебня, как его радиоактивность, определяет его пригодность для строительства жилых зданий и сельскохозяйственных построек. Если для дорожных насыпей подойдет щебень с II, III, IV классом радиоактивности, то для безопасности людей и сельхоз животных, можно использовать материал не выше 370 бк/кг (I класс).

Обращают внимание на условия поставки. Стоимость и вид транспорта оговаривается сразу при заключении договора.

В договоре также должен быть указан максимально допустимый процент влажности и коэффициент уплотнения, не превышающий значения в 1,1.
Щебень, поставляемый в железнодорожных вагонах, или автомобильном транспорте, взвешивают на специальных весах. При доставке материала судовым транспортом, вес щебня определяется по его осадке в воде.

При определении объема материала в кубометрах, производится обмер вагона, или кузова. Затем высчитывается его объем и полученное значение умножается на коэффициент уплотнения щебня.

При покупке гранитного щебня нелишним будет проверить имеющуюся на него документацию. Крупные поставщики и горнодобывающие фирмы, как правило, имеют сертификат соответствия на поставляемый материал, санитарно-эпидемиологическое заключение, гигиеническую характеристику продукции и паспорт.

Кроме таких характеристик щебня как его прочность, морозостойкость и влагонепроницаемость необходимо уделять внимание и способности данного материала проводить тепло, т. е. его теплопроводности.

Данная характеристика является достаточно важной при использовании щебня в качестве строительного материала для возведения зданий и в особенности жилых помещений. В случаях, когда в помещении необходимо поддерживать заданную температуру щебень для отделки необходимо выбирать очень тщательно.

Такой параметр, как теплопроводность характеризует способность щебня проводить тепло прилегающим к ним слоям, в том числе и окружающей среде. Так, если коэффициент теплопроводности щебня достаточно высок, то такой материал нецелесообразно использовать в конструкциях, в которых требуется повышенная термозащита.

Так, гранитный щебень, который очень часто используется в строительстве, имеет коэффициент теплопроводностиравный 3,5 и это обстоятельство никак не позволяет использовать его в термозащищенных сооружениях. Такой высокий коэффициент теплопроводности гранитного щебня является следствием его плотной структуры с минимальным количеством пор. Соответственно, чем больше пор, заполненных воздухом, который является плохим теплопроводником, коэффициент теплопроводности любого материала, в том числе и щебня. Например, коэффициент теплопроводности известкового щебня обычно находится в пределах от 0,3 и до 1, естественно, это лучше, чем у гранитного щебня.

Стоит отметить, что наиболее часто в качестве теплоизоляционного материала используется керамзитовый щебень с коэффициентом теплопроводности равным 0,1.

Щебенка и нормы ее расхода

Использование такого материала как щебень при проведении различного рода строительных работ строго регламентировано соответствующими ГОСТами, регламентируется ГОСТами и нормы расхода данного материала.

Стоит отметить, что нормы расхода бывают разные и зависят от таких параметров как вид проводимых работ, тип используемого щебня, используемые фракции и прочее.

К примеру, в дорожном строительстве используют черный щебень, и конкретные нормы расхода данного материала зависит от типа поверхностной обработки, которая может быть двойной или тройной.

Так, если обработка двойная, то необходимо использовать щебень с показателем прочности равным 1000, а если обработка тройная, то хватит щебня с пределом прочности равным 800. При первой россыпи щебня обычно используют щебень средней фракции, с размером зерна в пределах 20-25 мм. В этом случае на каждый квадратный метр необходимо примерно 27-30 кг материала. При второй рассыпке используется щебень малой фракции, с размером зерна в пределах 10-15 мм, и его норма расхода это примерно 22-24 кг на каждый квадратный метр. Для третьей рассыпки используют щебень мелкой фракции, с размером зерна в пределах 5-10 мм, которого на каждый квадратный метр необходимо 15 кг.

Также регламентируется и норма расхода битума, при этом она зависит, в том числе и от качества и, естественно, количества использованного щебня.

Наряду с такими основными характеристиками щебня, как прочность, влагонепроницаемость, морозостойкость, во многих случаях большую роль играет его теплопроводность – способность проводить тепло.

В каких областях важна теплопроводность щебня

Способность щебня проводить тепло играет если не решающую, то значительную роль при подборе материала для жилищного строительства. Это связано с тем, что в жилых помещениях необходимо поддерживать заданную температуру. При высоком коэффициенте теплопроводности щебень нецелесообразно применять в строениях, в которых требуется теплозащита.

Величина теплопроводности щебня зависит от наличия в нём пор. Чем больше количество пустот с воздухом, который является плохим проводником тепла, тем меньше теплопроводность материала.

Величина теплопроводности различных видов щебня

Способность щебня проводить тепло во многом определяет сферу его использования:

Гранитный щебень, часто используемый в строительстве, имеет высокий коэффициент теплопроводности – 3,5. Поэтому в термозащищённых сооружениях его использовать не рекомендуется. Такая высокая способность проводить тепло обеспечивается плотной структурой материала с малым количеством пор.

Коэффициент теплопроводности известнякового щебня гораздо ниже, благодаря пористой структуре. Эта величина составляет 0,3-1,0. Известняковый щебень более дешёвый и, как считается, менее качественный, по сравнению с гранитным. В качестве утеплителя известняковый щебень более эффективен.

Наиболее часто в качестве теплоизоляционного материала используется керамзитовый щебень, коэффициент теплопроводности которого составляет 0,1. Керамзитовый щебень – материал, получаемый путём обжига лёгких глин. Результатом теплового удара являются гранулы округлой формы с оплавленной поверхностью. В зависимости от способа производства насыпная плотность керамзитового щебня колеблется от 200 до 400 кг/м3. Для работ по утеплению строения целесообразно выбирать наименее плотный материал.

Способы использования керамзитового щебня в качестве утеплителя

Керамзитовый щебень является сыпучим утеплителем, применяемым для полов, стен, перекрытий, кровель, подвалов, устройства водоснабжающих, канализационных, тепловых сетей. Использование керамзитового щебня даёт возможность снизить теплопотери помещений до 80%.

Этот материал часто применяют в устройства чернового пола. Стяжка с керамзитом может быть выполнена как сухим, так и влажным способом.

Керамзитовый щебень часто используется для утепления дачных домиков. Если керамзит уложить непосредственно на пол, то качественной теплозащиты добиться невозможно. Более эффективным является иной способ – двойной настил пола. На балки укладывают черновой пол из плотно подогнанных досок, щелей быть не должно. На настил укладывают пергамин или толь, на который насыпают керамзит. Поверх него настилают чистовой пол.

Читайте также: