Фракция щебня это: Какие существуют фракции щебня и для чего они необходимы

Содержание

Какие существуют фракции щебня и для чего они необходимы

Сначала был взрыв…И монолитная гранитная скала стала крупной породой. Затем ее раздробили на европейском оборудовании, получив зерна размером от 5 мм до 8 см. Так родился щебень – привычный, дешевый и неизменно востребованный материал. В области нерудных материалов это лидер продаж.

Фракционированный щебень – дробленая горная порода, ее регулярно встречают в любой области народного хозяйства. Такие изделия за счет дешевизны, практичности и распространенности продаются локально. Ученые заявляют, что даже по поверхности Марса широко распространен щебень, по которому активно перемещаются луноходы. Но, нас интересует более близкий, земной гранитный материал.

Найти щебеночные карьеры можно практически по всей стране, кроме особо болотистых, пустынных регионов и зон вечной мерзлоты. Поэтому спрос на нерудные материалы эффективно удовлетворяют местные поставщики.

Другой вопрос – поставки щебня на север, где добыча практически невозможна, а потребность щебенки для устройства временных дорог велика.

В этом случае снабженцы нефтегазовых и автодорожных компаний ищут лучший вариант для заказа сыпучих стройматериалов.

Поставщиками чаще всего становятся Екатеринбург, Тюмень, Сургут. Здесь лучший ассортимент предлагает торговый дом «Уральский щебень». Наши сыпучие материалы продаются не только на север, заказы поступают из Московской области, Чувашии, Татарстана, ЯНАО и ХМАО. Для всех наша команда подбирает оптимальные условия быстрой доставки благодаря собственному логистическому отделу. Достаточно определиться с тем, какой вид материала вас интересует, остальное сделает «Уральский щебень».

Фракция щебня – какая за что отвечает?

В зависимости от задач потребителя подбираются фракции щебня. Если иметь дело с ответственным производителем, то в ассортименте найдется все от отсева до бутового камня. Сортировка камней производится грохотами, когда масса вываливается на наклонные решетки-сита, которые подвергаются вибрации.

Крупные камни скатываются на конвейеры, а мелкие проваливаются сквозь ячейки и ссыпаются в кучи. Так, достаточно просто происходит сортировка щебенки по фракциям. Чем более высокотехнологичное оборудование на карьере, тем точнее завод попадает в размер фракции и исключает лещадные зерна. 

Это размер частичек, на которые дробится порода после непосредственной добычи. Общие характеристики нерудных материалов – высокая прочность и морозостойкость, низкое водопоглощение, износостойкость. Но, они могут колебаться в зависимости от размера зерна. Так, размер щебенки имеет огромное значение. Прочность дорожного полотна, сцепляемость с битумом, выносливость ЖБИ и пр зависит от выбора идеального размера.

 И, если требования к дорожным изделиям определяет

ГОСТ 32703-2014, то общие нормы качества закрепляет классический ГОСТ 8267-93. Некоторые изделия выпускаются и по ГОСТ 4001-2013 или ГОСТ 22132-76 для самых крупных фракций, которые называют «бутовый камень».

 Автодороги и производство ЖБИ требуют разных по размеру и эксплуатационным параметрам камней. От отсевного песка до крупного бутового камня – все это найдется в активе любого уважающего себя карьера. Но, только Торговый дом «Уральский щебень» обеспечивает ценовую гибкость и условия максимально быстрой и доступной доставки.

Рассмотрим фракции, входящие в топ-продаж

Фракция 0-5 мм – наиболее мелкая, востребованная в приготовлении раствора, а также для укладки плитки тротуарной, отсыпке площадок и складов. Такая мелкая фракция щебня считается, по сути, продуктом побочным, получаемом при сортировке продукта. Закупают отсев также и для работы в области дизайна ландшафта, производства железобетонных материалов, приготовления бетонных смесей, садово-парковых и хоз работ.

Мелкий щебень

Фракция 0-10 мм – щебеночно-песчаная смесь, в примерно равных пропорциях состоящая из песка и щебеночного зерна. ПЩС стараются купить за ее великолепные дренажные свойства. При мизерной цене ЩПС используется в ряде крайне важных операций. Так, заказы на 0-10 мм поступают для применения в бетонных покрытиях, создания дренажных систем, укладки асфальтовых покрытий. Гранулометрический состав компонентов строго соответствует ГОСТу. По вашим требованиям также возможно производство ПЩС по характеристикам, адаптированным к любому проекту.

Фракция 5-10 мм – маленький щебень, продаваемый в хороших объемах. Причиной тому – высокие потребительские показатели. Применим щебень 5-10 в изготовлении бетонной смеси, возведении производственных построек, обеспечении монолитного строительства и работ по заливке фундамента. Стоит учитывать горную породу, из которой производится сыпучий материал. Наше месторождение — диоритовое, одно из редчайших в России. Диорит — горная порода изверженная, наиболее плотная и прочная (прочнее гранита).

Щебень для фундамента — это еще и фракция 5-20, прочная, морозостойкая и бюджетная. Вот именно ее можно смело называть хитом продаж. Применяется в различных покрытиях от площадок временного хранения до аэродромов. Такой нерудный материал уместен для дорожных работ, а также для муниципального благоустройства. Под ваши цели изготовят щебень 5-20 специалисты Покровск-Уральского месторождения «Гора Липовая». Такой щебень необходим для устройства шероховатой поверхностной обработки распределением вяжущего и щебня «Чип Сил». 

Наши технологи обеспечивают точное попадание в размеры и потребительские свойства материалов. Плотность, удельный вес и стоимость куба удовлетворят самого взыскательного застройщика. Выбор поставщика, как правило, останавливается на тех, кто занимается разработкой карьеров. Торговый дом «Уральский щебень» — собственник карьера в Покровск-Уральском. Только мы можем гарантировать качество и потребительские свойства нашей продукции – ОТК проходит прямо в лаборатории при карьере.

 

Средний щебень

Фракция 20-40 – прочность, как она есть. При своих оптимизированных размерах они также наиболее продаваемы. Цена за тонну 20-40 считается наиболее выгодной. Такие камни необходимы в дорожном строительстве, заливке фундаментов втч и многоэтажных объектов, использования для засыпки и асфальтирования стоянок и промышленных площадок, устройства трамвайных и жд путей.

Щебень 20-40 также используется для берегоукрепления небольших водоемов и муниципальных городских работ.

Фракция 40-70 – крупный щебень, который выделяется повышенными прочностными характеристиками. Солидный размер камня удобен в области дорожного строительства и формирования временных дорог, площадок, подъездов, путей.  Отсыпка дорог и насыпи, особенно в отдаленных и северных районах, невозможна без использования гранитного щебня.

Он считается самым дорогим из собратьев (гравийного и известнякового), но и в работе себя показывает лучше конкурентов. Лещадность такого типа ниже аналогов. Главное достоинство крупной фракции 40-70 – соотношение цены и качества, ведь при выборе этого размера покупатель может купить максимально долговечный сыпучий материал. Оценить прайс-лист на тонну\куб вы можете в разделе «Продукция».

Крупный щебень и бут

Фракция 70-120

– крупные каменные куски, которые имеют неправильную форму. Они лидируют по марочной прочности, готовы переносить многие циклы перепадов температур, влагостойки. Такие изделия смело пускают в ход для высоконагруженных дорог, водоукрепительных и мостовых сооружений.

Бутобетонные фундаменты, мощение дорог временного и постоянного пользования, и даже отделка цоколя или забора возможны с крупной щебенкой. За счёт низкой лещадности покровского щебня происходит плотная утрамбовка, что позволяет доставить больше камня в одном вагоне\самосвале.

Несомненно, цена на 70-120 варьируется в зависимости от ее плотности\объемного веса. Ответственный заказчик всегда поинтересуется, есть ли у продавца сертификат соответствия. ТД «Уральский щебень» поставляет только проверенную и сертифицированную продукцию и всегда предоставляет паспорта и сопроводительные документы в полном объеме.

Используйте наш онлайн-калькулятор и посмотрите, сколько вы можете сэкономить.

Также в продаже самая крупная фракция щебня — Фракция 150-300, которая в народе называется «бутовый камень». Это маленькие булыжники, которые на долгие годы сохраняют прочность фундаментов, дорог, гидротехнических сооружений. Наше оборудование позволяет выпустить бутовый камень по ГОСТ 4001-2013 или ГОСТ 22132-76. Кубовидный — щебень 1 категории, 2я категория — не кубовидный щебень. 

что это значит, ГОСТ, таблица, сколько в кубе тонн мелкого и крупного, какие бываю размеры, виды, маркировка, применение

Щебень представляет фракции строительного материала, обладающий зернистым строением. Для его получения используют неограниченные горные породы, которые подвергают мелкому помолу. Согласно ГОСТу с учетом характерного природного материала в промышленности могут добывать такого вида: известняковый и гранитный. В ходе переработки отходов можно получить вторичный и шлаковый. Все указанные разновидности природного материала активно применяются в области строительства. Рассмотрим таблицы разновидности щебенки.

Щебень согласно ГОСТу: размер и вес

Оценку представленному материалу чаще всего дают на основании его фракционного состава. Она предусматривает необходимый диапазон габаритов для отдельных его гранул. Суть таких мероприятий заключается в том, что при использовании специального сита удается просеять щебень.

Гравий и щебень отличия фото и другие данные описаны в статье.

Согласно ГОСТ 7392-85  могут достигать следующих размеров:

  • 3-8 мм;
  • 5-10
  • 10-20
  • 5-20
  • 20-40
  • 25-60
  • 20-70
  • 40-70

Но кроме стандартных размеров щебня могут принимать следующие нестандартные размеры:

  • 10-15 мм;
  • 15-20
  • 80-120
  • 120-150

В области строительства большим спросом стали пользоваться смеси и отсевы щебня с размером фракций 0-20 мм и 0-40 мм. Для отдельного вида материала характерна своя разбивка состава.

О том как использовать щебень для строительных работ гост 8267 93 можно узнать из данной статьи.

На видео – фракции щебня, гост:

Гравий и щебень отличия и другие технические данные описаны в данной статье.

Характеристика и виды

Самыми главными свойствами представленного материала являются следующие:

  1. Лещадность – показатель, который указывает на уровень плоскостности и удлиненности фракции.
  2. Прочность.
  3. Степень радиоактивности.
  4. Стойкость к морозам.

О том какой удельный вес щебня 5 20 можно узнать из  статьи.

Разновидность материала

Теперь рассмотрим разновидности природного материала:

Гранит

Гранитный относится к высокопрочным и морозостойким изделиям. Для него характерна низкая лещадность и малая степень радиоактивности, которая не превышает допустимую норму.

Гравий

Следующий вид щебня – гравийный. По сравнению с предыдущим вариантом показатели прочности у него не такие высокие, но зато он может похвастаться низкой стоимостью и незначительной степенью радиоактивности. Для известнякового материала свойственная низкая прочность, но зато он относится к экологически чистым и дешевым изделиям.

Как определять насыпную плотность щебня можно понять прочитав статью.

Такой показатель, как лещадность считается самым важным при определении качества указанной продукции. Если этот показатель имеет низкий процент, то удается образовать плотную утрамбовку бетонной смеси, что позволяется обеспечить высокие дренирующие качества, необходимые при возведении железных и автодорог.

Узнать какой коэффициент уплотнения щебня можно из данной статьи.

Сфера использования фракции

Рассмотрим области использования такого природного материала, как гранитный, с учетом его фракции:

  1. Мелкая фракция 5-20. На сегодняшний день считается самым востребованным. Его активно задействуют при изготовлении бетона и строительных изделий на основе этого материала. Также без него не обойтись при закладке фундамента, заливки мостового полотна, дорожных покрытий. 
  2. Средняя 20-40.Ткой материал активно задействуется при изготовлении бетона и возведении дорожных покрытий, закладке основания для дома жилого или производственного назначения. 
  3. Крупная 20-70, 40-70. Этот материал может применяться при изготовлении бетона и конструкций крупного размера. Еще без него невозможно построить дорог, которые сосредоточены в пределах населенных пунктов. 

Кроме щебня, полученного из гранита, имеются прочие варианты материала, для каждого из которого характерны свои области использования. Например, гранитная крошка может быть применена при производстве тротуарной плитки, бетонных полов или в качестве отделки интерьеров и фасадов. Такой материал используют при создании спортивных площадок, детских территорий, а еще всем известные уникальные свойства гранитной крошки при борьбе с гололедом.

О том какой вес щебня фракции 20 40 в 1м3 можно узнать из данной статьи.

Следующий вид щебня – гравийный, может похвастаться своими высокими показателями прочности и стойкости к морозам. Применяют его в роли заполнителя бетона и ЖБИ, при обустройстве площадок и дорожек. Такой материал подразделяют по фракциям таким образом: 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм.

О том, что такое лещадность щебня можно узнать прочитав данную статью.

Полученный из известняка, считается самым популярным. Его характерной особенностью является низкая цена. В составе материала присутствует карбонат кальция. Он может иметь такой окрас: желтый, красный, бурый. Все зависит от количества примесей в составе.

На видео рассказывается, сколько в кубе щебня тонн, удельный вес:

О том какова пропорция бетона и сколько в нём щебня описывает данная статья.

Такой материал получил активное применение в народном хозяйстве при получении минеральных удобрений, соды. Также его используют, чтобы приготовить портландцемент, очистить свекловичный сок. По стандарту у такого щебня фракции представлены следующим образом: 5-20мм; 20-40мм; 40-70 мм.

Для проведения различных строительных мероприятий необходимо использовать щебень вторичного изготовления. Для этого изделия характерна невысокая цена, однако его качественные характеристики не уступают первичному материалу.

Таблица плотности и веса на один куб

На фото – таблица веса щебня:

Главное, чтобы его фракция была средних размеров и с низким уровнем лещадности. Благодаря таким показателям удается получить прочное сцепление с раствором из бетона. Применение вторичного щебня приводит к снижению стоимости выполняемых строительных мероприятий в 1,5 раза и позволяет решить вопрос относительно утилизации строительных отходов. В области строительства могут быть задействованы отдельные фракции вторичного материала или нефракционное изделие с размером зерен 0-70 мм.

Узнать сколько весит куб щебня можно из данной статьи.

Полезно почитать и о том, какой ГОСТ песка самый качественный.

Полученный из шлака, нашел свое применение в роли заполнителя цементного бетона для теплоизоляции оснований в области строительства дорог, а также во время обустройства асфальтобетонных покрытий. Шлаковый материал может иметь седеющие фракции: 5-10мм, 10-20мм, 20-40 мм, 40-70мм, 70-120

Таблица 1 – Область использования щебня конкретной фракции

Фракция щебня Область задействования
5 (3) ÷ 20 мм; Процесс изготовления бетона, бетонных и железобетонных изделий, элементов мостов, плит перекрытий.
20 ÷ 40 мм;40 ÷ 80 (70) мм. Сооружение фундамента, строительство промышленных сооружений, изготовление бетона, бетонных и железобетонных изделий, строительство дорог для езды автомобилей и поездов.
Комбинированное применение нескольких фракций с частицами от 20 до 70 мм Возведение мощных промышленных зданий и сооружений.
70 (80) ÷ 120 мм, 120 ÷ 150, больше 150 Возведение мощных фундаментов, зданий промышленного назначения, использование в ландшафтном дизайне: для отделки и декора бассейнов, водоемов.

Щебень – это очень популярный на сегодняшний день строительный материал. Черны щебень и другие его виды активно применяют в различных отраслях строительства. По причине наличия различных фракций этот материал имеет различные показатели прочности и морозостойкости. На основании этого каждый человек сможет подобрать подходящий вид материала для выполнения конкретных задач.

таблица какие бывают, какой нужен для бетона, как обозначается по ГОСТ мелкая обычного гранитного

Щебень, считают самым крупным бетонным заполнителем, благодаря которому минимизируется усадка раствора во время его полного загустения, что положительно влияет на прочность монолитной конструкции. Что же такое «фракция»? Под этим понятием подразумевают граничные размеры определенных частиц, что относятся к тому или другому типу насыпного материала. В основном, числа в ГОСТ таблице указывают на показатели минимума и максимума, а нормативами устанавливается состав материалов, где допускается использование того или иного фракционного камня.

Требования гост

Технические условия для щебня, производимого на основе горных составляющих, описаны в соответствующем документе государственного образца. В нем можно изучить показатели плотности зерна. Тут о насыпной плотности известнякового щебня.

Они служат наполнителем для бетонов тяжелых марок, что находятся в границе двух-трех грамм на кубический сантиметр. В документе указано, что щебенка не должна использоваться для декоративной отделки, а также дополнять материал, которым обустраивают железнодорожные балласты.

В рассматриваемом нормативе прописано, что щебеночный материал имеет сыпучую текстуру, неорганический по своему происхождению, частицы его могут достигать размеров от 5 мм.

Щебень добывают путем измельчения определенной горной породы или технического обрабатывания минеральных веществ на специальных предприятиях, которые занимаются горной и металлургической переработкой.

На определенном этапе производства происходит естественный отсев материала. Это происходит благодаря использованию специального сита, благодаря которым щебень сортируется по максимально допустимым размерам отдельно взятого камня.

Современное строительство трудно представить без 6 классов материала. Размеры щебня по фракциям в таблице, указанной в ГОСТ 8267-93 начинаются с 5-10 мм и заканчиваются 70 мм.

Фракции щебня

Применяются специальные элементы, имеющие в своем составе частицы меньше 5 мм. В индивидуальном порядке, потребитель может оформить соответствующую заявку на производство частиц покрупнее – вплоть до 15 см. Для этого нужно заранее договориться с поставщиком или производителем.

Процентный показатель самых минимальных и максимальных зерен указывается в таблице фракции щебня согласно гост:

Размер отверстий в приспособление для просеивания или процеживания Дмин 0.5(Дмакс+ Дмин) Дмакс 1.25 Дмакс
Полные остатки щебня на приспособлении в % 90…100 30…60 ≤10 ≤0,5

В примечании к указанным выше данным, рекомендуется указать, что материал с мин. допустимой фракцией (5(3)…10 мм) или смесь щебня (5(3)…20 мм) требует монтажа еще одного просеивающего приспособления с минимальными габаритами отверстий. После просеивания, на нем должны образовать остатки.

Еще одно дополнение представляет собой возможность изготовить массивный заполнитель с полным остатком 30-80%. Но подобные манипуляции обаятельно должны быть подтверждены заказчиком.

Каждые 24 часа на заводах должен проводиться контроль приема передачи щебня, отобранного со всех действующих конвейеров.

Если этого требует покупатель, при отгрузке приобретенного товара – точечно.

Осматривают и измеряют:

  • фракционные показатели всех частиц;
  • есть ли в составе глиняные компоненты и пылевидные элементы;
  • наличие слабых включений.

Помимо этого раз неделю, 3 и 12 месяцев, проводятся специальные испытания частиц, программа которых должна прописываться в установочных документах.

Сюда относят показатели прочности и плотности, вычисляется коэффициент уплотнения, процентное соотношение волокнистого белого минерала и вредных составляющих, определяется зерновая структура, ее стойкость к воздействию минусовых температур.

Главные физические и технические особенности материала (таблица фракций щебня):

Материал Показатель
Марка по дроблению материала, что изготовлен из:

осадочной и изверженной породы.

гравийной и валуновой породы.

 

200-1200, 600…1400

400-1000, 300-1200

Класс истираемости. I1-I4
Процент незначительных частиц.

В процентном соотношении для марок щебня:

От двухсот до четырехсот.

От четырехсот до тысячи.

От тысячи до тысячи четырехсот.

Пятнадцать.

Десять.

Пять.

Стойкость к морозам. Ф пятнадцать…Ф четыреста.
Наличие пылевидных или глинистых элементов в процентах (все зависит от класса и происхождения щебеночного материала). Один…Три.
Процент глиняных включений в комочках. Двадцать пять сотых…Пять десятых

Как определить фракционную щебенку – типы и характеристики

Как определить тип щебня? В зависимости от типа используемого горного материала, выпускается из:

  • известнякового;
  • гранитного;
  • гравийного;
  • шлакового материала.

Шлаковый

Что же представляет собой щебень?

Щебень – это обломок от каменной породы, что был специально измельчен производственным путем. Поэтому технические особенности у материала разного типа будут разниться.

Гранитный

Самым ценным считают материал, что получается в результате измельчения гранита. Он выделяется своей прочностью и высокой ценой, если сравнить его с другими описанными аналогами.

Считается самым дорогостоящим и прочным. Он способен выдержать нагрузку при сжатии до 250-270 МПа. Не пропускает воду, поэтому выделяется повышенной стойкостью к морозу (Ф 300-Ф 450). Его приобретают из-за адгезионных особенностей. Материал является отличной основой для крепкого и долговечного здания.

Для чего же добавлять в бетонный раствор заполнитель из щебня? Изначально, чтобы увеличить прочностные показатели и построить долговечное сооружение. Щебень представляет собой определенный скелет бетонной монолитной конструкции.

Гранитный

Он положительно влияет на уменьшение растворной усадки и ее растекание, благодаря ему возведенное здание становится максимально прочным. Если использовать этот вид заполнителя, удается сократить расход цемента гост 31108 2003 в массе бетона.

Чтобы избежать образования пустот в пространстве между зерновыми и щебневыми частицами, в смесь добавляются мелкие каменные фракции и песок гост 8736. Все эти составляющие, при правильном сочетании, склеят всю конструкцию воедино.

Допустимое соотношение всех составляющих, в зависимости от приобретенного типа бетона, указывается в специальной технической документации или на сайте производителя.

Применение гравия

Чем отличается гравий от щебня? Гравий в отличии от щебня выделяется своими округлыми зернами, которые не такие прочные. Впрочем, его особенностей и характеристик будет вполне достаточно, чтобы получить крепкий строительный материал.

Гравийный

В щебне есть процент слабой породы и пылевидной частицы, так что его характеристики можно отнести к стабильным.

Из преимуществ этого материала в сравнении с тем, что описан выше, можно его назвать доступную цену, абсолютную экологичность и широкую сферу применения.

Известняковый

Если обратить внимание на эксплуатационные характеристики, этот материал существенно проигрывает перед другими породам. Но и его довольно часто покупают, благодаря доступной цене и экономичному расходу. Прочность не должна быть больше шестисот- восьмисот кГс/см2.

Известняковый

Несмотря на это материал способен стать отличной заменой более дорогому первому и второму аналогу в обычных сооружениях. К плюсам относят стойкость к моментальным температурным перепадам и природную чистоту.

Более подробно о характеристиках щебня смотрите на видео:

Выбираем требуемую фракцию

Их фото и соответствующую фракционную таблицу можно найти в интернете.

Максимальные частицы щебня рационально использовать для:

  • сооружения ж/б конструкций – меньше двух третьих от минимального расстояния между балками из арматуры;
  • для плит – менее 1/2 толщины или 1/3 тонких изделий.

Если в бетонную смесь будут добавлены зерна с частицами от 4 см, рационально использовать минимум еще две щебневые фракций, а при размере частиц свыше 4 см – минимум три фракции. Для перекачивания раствора используют бетононасос, поэтому он диктует и свои правила.

В раствор не рекомендуют добавлять материал с размером частиц больше 1/3 части внутреннего диаметра шланга. При этом лещадность не должна превышать 15 процентов.

Всегда обращайте внимание на фракционный состав щебня, его вес . От этого будет зависеть прочность и долговечность бетонной конструкции. Именно поэтому, нужно всегда учитывать государственные и технические нормативы.

Маркировка щебня по фракциям в таблице

Маркировки горного материала представлены в таблице.

От трех до двадцати мм. При изготовлении бетонных и железобетонных сооружений, элементов искусственных построений, возведенных через реку, озеро, болото, пролив
От двадцати до сорока, от сорока до восьмидесяти мм Сооружение фундаментной основы, построение промышленных объектов, изготовление изделий из бетона и железа, при строительстве автомагистралей и железной дороги.
Комбинация нескольких фракций с крупинками от двадцати до семидесяти мм Возведение масштабных промышленных объектов.
Больше ста пятидесяти Сооружение мощных основ, зданий промышленного типа, использование в ландшафтном дизайне: для отделки и декорирование искусственных и натуральных водоемов.

Выводы

Щебень по своим характеристикам выделяется низкими показателем радиоактивности и устойчивый к механическим деформациям, поэтому его так часто покупают. Удельный вес материла позволить провести эффективное строительство при минимальных затратах.

Показатели прочности общей массы, в основном, зависят от процентного соотношения незначительных пылевидных элементов. Они могут попасться и в более массивных фракциях или появиться природным путем, при этом их процентное соотношение должно всегда контролироваться.

Минимальные показатели пылевидных частиц считаются оптимальными, пыли, потому что такое соотношение никак не влияет на прочность будущего изделия.

Фракция щебня 20 40 что это значит?

Когда заказывал себе щебень, то также встал вопрос о том, какую фракцию заказать, мне начинают говорить о номерах 5-20, 20-40, 40-70, 70-120, а я никак сообразить не мог, что от меня хотят, как оказалось:

фракция щебня — это его размер,

а цифры 5-20 и т.д — это размер в миллиметрах.

В вопросе вы немного ошиблись, написав «20 40» правильнее будет писать «20-40», т.е. от 20 до 40.

20-40 — расшифровываются, как от 20 миллиметров до 40 миллиметров.

Иначе говоря, в этой фракции содержаться камешки вышеуказанного размера.

Вот как выглядят разные фракции:

Сам по себе щебень может выглядеть по разному, например квадратные, прямоугольные, круглые и прочих геометрических фигур камни, главное, чтобы минимальный размер был 20 миллиметров, а максимальный 40 миллиметров, а какое соотношение их будет, тут всегда по разному.

Откуда вообще такие фракции появляются, из списка выше?

Дело в том, что щебень получают по следующему алгоритму:

1 — скалу взрывают

2 — камень дробят

3 — щебень отсеивают

4 — щебень моют

Именно в период отсеивания и разделяют щебень на фракции по размеру. Отсев проходит постепенно, сначала отсеиваются крупные камни и отсев идёт на уменьшение.

Существует 8 различных фракций щебня:

1) отсев — всё что меньше 5 миллиметров;

2) 5-10 — камешки от 5 до 10 миллиметров;

3) 5-20 — камешки от 5 до 20 миллиметров;

4) 10-10 — камешки от 10 до 20 миллиметров;

5) 20-40 — камешки от 20 до 40 миллиметров;

6) 25-65 — камешки от 25 до 65 миллиметров;

7) 40-70 — камешки от 40 до 70 миллиметров;

8) 70-120 — камешки от 70 до 120 миллиметров, бутовый камень;

Также фракции щебня находятся в ЩПС (щебеночно-песчаная смесь), которые имеют вид смеси от С1 до С11 (в зависимости от размера камня)

Но вернёмся к нашей смеси 20-40, а именно куда её можно применить. Самыми востребованными являютя:

  • добавление в заливку для фундамента при постройке многоэтажных домов
  • подушка под асфальт автомобильных стоянок
  • для обустройства трамвайных линий
  • в оформлении придворовых территорий и искусственных водоёмов

Выбор фракции щеня. Описание фракций и сфер применения

Крупный щебень также находит себе применение

Большинство людей знают, что щебень активно применяется в строительстве. Но этим их знания исчерпываются. Поэтому они и не подозревают, что, к примеру, для строительства железнодорожных насыпей и для производства бетона нужны совершенно разные виды щебня. Классификация этого материала основана на «фракциях» (размере щебня, а точнее, его зерен).

Какие бывают фракции?

Итак, какие фракции щебня выделяются? Есть несколько классификаций, но мы расскажем о двух: детальной и упрощенной.

Упрощенная классификация включает в себя всего три категории: щебень мелкой, средней и крупной фракций (5-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм соответственно). Не так уж сложно, верно? Общее представление эта система дает. Но вот проблема – как разграничить щебень 5-15, использующийся для производства асфальта, и щебень 5-20, применяемый для изготовления бетона? Ведь оба этих вида относятся к первой категории («мелкий»). Потому-то и существует детальная классификация, описывающая намного больше разновидностей материала. Она включает в себя категории 3-8, 5-10, 10-20, 5-20, 20-40, 25-60, 20-70, 40-70.

Щебень 3-8 называется еврощебнем. Такое имя он получил потому, что данный материал чаще всего используется в Европе для благоустройства стоянок, парковок и парков.

Кроме того, нередко крупный щебень (20-70, 40-70) закупается для дробления на более мелкие фракции.

Кстати, это лишь категории, что используются чаще всего. А более мелкие (0-5, 0-10) и более крупные (70-120, 120-150), хоть применяются довольно редко, все же пользуются спросом. Им даже придуманы отдельные названия – гранитный отсев и бутовый камень.

Щебень – основа асфальта

Применение щебня разных фракций

Конечно же, в основном щебень применяется в строительстве. Фракции 5-10 и 5-15 отлично подходят для производства асфальта, а более крупная 5-20 – бетона. Еще более крупные 20-40 и 40-70 чаще всего применяются для строительства фундамента, подушек автодорог и подъездов к месту проведения работ, а также для создания железнодорожных и трамвайных насыпей. Щебень до 8 мм используется для производства гладкого асфальта стоянок и парковочных мест.

Щебень

Щебень — неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью свыше 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)
Средняя плотность щебня — от 1,4 до 3 г/см3.

Щебень и гравий выпускают в виде следующих основных фракций: от 5 (3) до 10 мм; св. 10 до 15 мм; св. 10 до 20 мм; св. 15 до 20 мм; св. 20 до 40 мм; св. 40 до 80 (70) мм и смеси фракций от 5 (3) до 20 мм.
По согласованию изготовителя с потребителем выпускают щебень и гравий в виде других фракций, составленных из отдельных фракций, а также фракций от 80 (70) до 120 мм, св. 120 до 150 мм.

      Зёрна щебня имеют различную форму, в зависимости от лещадности. Поверхность их шероховатая, поэтому они хорошо сцепляются с цементно-песчаным раствором в процессе изготовления бетона.
    Щебень фракции 3-8 и 5-20 используется для производства бетона и изделий из него. Фракцию 20-40 чаще всего применяют во время закладки фундаментов зданий (как часть «подушки»), а фракции 25-60 и 40-70 используются в дорожном строительстве.
   Щебень фракции 25-60 может использоваться исключительно для балластного слоя железнодорожного пути.(ГОСТ 7392-2002). В строительстве же, в соответствии с ГОСТ 8267-93, используются прочие фракции щебня.

Гранитный щебень — это щебень из твердой горной породы зернистого строения, которая является самой распространенной на Земле. Гранитная скала представляет собой магму, выброшенную на поверхность земли и затвердевшую.Состоящую из хорошо сформированных кристаллов полевого шпата, кварца, слюды и т.д. И имеет цвет красный, розовый или серый, оправляемый от преобладания в нем шпата и слюды. Глыбы получают обычно путем взрыва монолитной скалы, затем они дробятся в машине, а полученныйщебень просеивается по фракциям. Это последний этап производства щебня.
Фракции гранитного щебня

  • 0-5 мм (гранитный отсев) — самая мелкая фракция гранитного щебня, применяется как декоративный материал для отделки, а также для отсыпания дорожек и дорог, детских и спортивных площадок;
  • 5-20 мм — мелкая фракция (смесь фракций 5-10 и 10-20), пользующаяся наибольшим спросом. Используется в производстве бетона и конструкций из него, в фундаментных работах, при заливке мостовых конструкций, мостового полотна, дорожных и аэродромных покрытий оснований;
  • 20-40 мм — средняя фракция. Применяется в производстве бетона, железобетонных конструкций, в строительстве автодорог и железных дорог, трамвайных линий, при закладке фундамента и возведении производственных зданий;
  • 20-70 мм, 40-70 мм — крупная фракция, используется в производстве бетона, массивных конструкций из него и на работы с большим объемом бетона. Применяется также в дорожном строительстве в пределах населенных пунктов, при возведении производственных зданий и сооружений;
  • 70-120 мм, 120-150 мм, 150-300 мм (БУТ) — редко используется. Применяется в декоративных целях, обычно для отделки заборов, водоемов, бассейнов.

Это стандартные, наиболее частые способы использования данных фракций гранитного щебня, однако для каждой из них существует множество вариантов применения.

По техническим характеристикам гранитный щебень является прочным (марка 800-1200) и высокопрочным (марка 1400—1600), морозостойким (марка 300—400), с низкой лещадностью (5-23 %) и 1 классом радионуклидности (А (еф)<370 Бк/кг). Показатели содержания радионуклидов, вредных компонентов и примесей отсутствуют или не превышают нормы, что подтверждается соответствующими сертификатами и заключениями, выдаваемыми после проведения исследований.

Хорошие свойства гранита делают его популярным строительным материалом. Это лучший заполнитель для высокомарочного бетона. Гранит также используется как декоративный камень. Он может быть серым, красным или розовым и иметь множество оттенков, после шлифовки и полировки имеет красивую зеркальную поверхность. Гранит в основном состоит из кристаллов полевого шпата, кварца, слюды, содержание которых влияет на цвет и оттенки камня.

Известняковый щебень — продукт дробления осадочной горной породы — известняка, состоящего, главным образом, из кальцита (карбонат кальция — СаСО3).

Известняковый щебень (иногда его ещё называют известковый или доломитовый щебень) — один из основных видов щебня, который помимо гравийного и гранитного щебня применяется в дорожном строительстве, а также при изготовлении железобетонных изделий.

как не ошибиться при покупке и выбрать какой нужно.

Какие виды щебня бывают? Из каких материалов щебень производят? Применение щебня по фракциям. Свойства щебня и его характеристики.

Щебень

Щебень – это нерудный материал. Является популярным строительным материалом, широко применяемым на всех этапах строительства. Успешно используется в ландшафтном дизайне, сельском хозяйстве, в сферах жилищно-коммунальных услуг и т.д.

В ГОСТ 8267-93 предлагается следующее определение:

«…Щебень из горных пород – это неорганический сыпучий материал с зёрнами крупностью свыше 5 мм, получаемый дроблением горных пород, гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород и вмещающих пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд (чёрных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и неметаллических ископаемых других отраслей промышлености и последующим рассевом продуктов дробления».

Фракции щебня

 Фракции щебня по ГОСТ 8267-93 

  Фракции щебня по ГОСТ 32703-2014 

Фр. 3-10 мм

Фр. 5-10 мм

Фр. 3-20 мм

Фр. 5-20 мм

Фр. 10-15 мм

Фр. 10-20 мм

Фр. 15-20 мм

Фр. 20-40 мм

Фр. 40-80 мм

Фр. 40-70 мм

Фр. 70-120 мм

Фр. 80-120 мм

Фр. 120-150 мм

Фр. 4-5,6 мм

Фр. 5,5-8 мм

Фр. 8-11,2 мм

Фр. 11,2-16 мм

Фр. 16-22,4 мм

Фр. 22,4-31,5 мм

Фр. 31,5-63 мм

Фр. 63-90 мм

Допускается выпуск фракций:

Фр. 4-8 мм

Фр. 8-16 мм

Фр. 16-31,5 мм

Фр. 32,5-63 мм



Гранитный щебень


Гранитный щебень — это щебень из твёрдой горной породы зернистого строения, которая является самой распространённой на Земле. Гранитная скала представляет собой магму, застывшую на больших глубинах. Магма состоит из хорошо сформированных кристаллов полевого шпата, кварца, слюды и т. д. Имеет цвет красный, розовый или серый, в зависимости от преобладания в нём шпата и слюды. Глыбы получают обычно путём взрыва монолитной скалы, затем они дробятся в машине, а полученный щебень просеивается по фракциям. Это последний этап производства щебня.

Фракции гранитного щебня

  • 0-5 мм гранитный отсев, щебеночно-песчанная смесь (ЩПС) — самая мелкая фракция гранитного щебня, не относится к щебню, а является побочным продуктом при его изготовлении. Применяется для создания «подушек» дорожного полотна. Применяется как декоративный материал для отделки, а также для отсыпания дорожек и дорог, детских и спортивных площадок; для изготовления бетонных изделий, в частности с поверхностью «мытого бетона»;
  • 0-10 мм щебеночно-песчанная смесь (ЩПС) — комплексный мелкофракционный строительный материал природного происхождения, который является продуктом при добыче и переработке горных пород. Области применения ЩПС во многом зависят от зернового состава. Наилучшим образом подходит для создания «подушек» дорожного полотна.
  • гранитный щебень 5-10 мм — самая мелкая фракция из коммерчески доступных. Используется в производстве бетона и конструкций из него для оптимизации фракционного состава крупного заполнителя, например в производстве плит перекрытия безопалубочным способом.
  • гранитный щебень 5-20 мм (смесь фракций 5-10 и 10-20) — пользуется наибольшим спросом. Используется в производстве бетона и конструкций из него, в фундаментных работах, при заливке мостовых конструкций, мостового полотна, дорожных и аэродромных покрытий оснований.
  • гранитный щебень 20-40 мм — средняя фракция, применяется в производстве бетона, железобетонных конструкций, в строительстве автодорог и железных дорог, трамвайных линий, при закладке фундамента и возведении производственных зданий.
  • гранитный щебень 25-60 мм — фракция, применяемая при строительстве основания для железнодорожных путей.
  • гранитный щебень 20-70 мм, гранитный щебень 40-70 мм — крупная фракция щебня, используется в производстве бетона, массивных конструкций из него и на работы с большим объёмом бетона. Применяется также в дорожном строительстве в пределах населённых пунктов, при возведении производственных зданий и сооружений.
  • гранитный щебень 70-120 мм, 120—150 мм, 150—300 мм — бутовый камень (БУТ). Применяется для забутовок, в габионах, в декоративных целях, обычно для отделки заборов, водоемов,бассейнов.

Это стандартные, наиболее частые способы использования данных фракций гранитного щебня, однако для каждой из них существует множество вариантов применения.

По техническим характеристикам гранитный щебень является прочным (марка 800—1200) и высокопрочным (марка 1400—1600), морозостойким (марка 300—400), с низкой лещадностью (5-23 %) и 1 классом эффективной удельной активности Аээф (менее 370 Бк/кг). Показатели содержания радионуклидов, вредных компонентов и примесей отсутствуют или не превышают нормы, что подтверждается соответствующими сертификатами и заключениями, выдаваемыми после проведения исследований.

Уникальные свойства гранитного щебня делают его популярным строительным материалом. Это лучший заполнитель для высокомарочного бетона. Гранитный щебень также используется как декоративный камень. Он может быть серым, красным или розовым, иметь множество оттенков. После шлифовки и полировки имеет красивую зеркальную поверхность. Гранитный щебень в основном состоит из кристаллов полевого шпата, кварца, слюды, содержание которых влияет на цвет и оттенки камня.

Лещадность — параметр, определяющий степень плоскостности или удлиненности зерен щебня (от слова «лещадь», то есть дощечка или плоская плитка). В щебне нормируют содержание зерен пластинчатой и игловатой форм. К зёрнам пластинчатой и игловатой форм относят такие зёрна, толщина или ширина которых менее длины в три раза и более. По форме зёрен щебень подразделяют на три группы:

Группа Содержание зерен пластинчатой и игловатой форм
I (кубовидная) до 10 %
II (улучшенная) 10-15 %
III (обычная) 15-25 %
IV 25-35 %

Необходимо заметить, что лещадность — одна из самых важных характеристик качества щебня. Использование щебня кубовидной формы даёт наиболее плотную утрамбовку.

Наличие в щебне зёрен пластинчатой и игловатой форм приводит к увеличению межзерновой пустотности в смеси. При изготовлении бутобетонных смесей это приводит к увеличению расхода связующего компонента, что влечет за собой дополнительные материальные затраты. Кроме того, кубовидные зёрна обладают большей прочностью, чем зёрна пластинчатой и игловатой форм. Следовательно, использование кубовидного щебня в производстве бутобетонных смесей экономически целесообразнее.

В то же время при строительстве железных и автомобильных дорог применяют щебень повышенной лещадности, так как он обладает лучшими дренирующими свойствами.

Прочность щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при сжатии, дробимостью щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре и износом в полочном барабане. Эти показатели имитируют сопротивление каменного материала при воздействии проходящих по дороге транспортных средств и механические воздействия в процессе строительства дорожных конструкций (укладка и уплотнение катками).

В зависимости от марки щебень делят на группы:

  • высокопрочный М1200-1400,
  • прочный М800-1200,
  • средней прочности М600-800,
  • слабой прочности М300-600,
  • очень слабой прочности М200.

В щебне нормируют содержание зерен слабых пород с пределом прочности исходной породы при сжатии в водонасыщенном состоянии до 20 МПа. По ГОСТ 8267-93 щебень марок М1400, М1200, М1000 не должен содержать зерна слабых пород в количестве более 5 %, щебень марок М800, М600, М400 более 10 %, щебень марок М300 и М200 более 15 % по массе.

Наибольшим спросом пользуется гранитный щебень прочностью М1200, реже используется высокопрочный гранитный щебень или базальтовый щебень с маркой прочности М1400-1600. В основном он используется в производстве тяжелых высокопрочных бетонов, в несущих мостовых конструкциях, фундаментах.

Морозостойкость.

Морозостойкость щебня характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания. Разрешается оценивать морозостойкость щебня по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания. По морозостойкости щебень подразделяют на марки: F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400. В строительстве в основном применяют щебень с маркой морозостойкости не менее F300 (300 циклов замораживания и оттаивания).


Гравийный щебень


Гравийный щебень — щебень, получаемый путём просеивания карьерной породы, а также путём дробления природной каменной скалы. По прочности уступает гранитному щебню, но есть и преимущества — радиоактивный фон его обычно очень низкий и цена ниже, чем на гранитный щебень.

Гравийный щебень применяют для фундаментных работ, для бетонов, в производстве ЖБИ, при строительстве дорог.

Существует два вида гравийного щебня:

  • Колотый — это обычный природный или дробленный;
  • Гравий — это округлые камешки, как правило речного или морского происхождения.

Фракции гравийного щебня

  • гравийный щебень 0-5 мм — очень мелкая фракция, используется для оформления ландшафта и предотвращения гололеда.
  • гравийный щебень 3-10 мм — используется для производства бетона, построек фундамента, в ландшафтных работах. Идеально подходит для отсыпки тротуаров и дорожек. Камушки приятные на ощупь, поэтому по ним хорошо ходить босиком. Этот момент принимаю во внимание владельцы пляжей и используют гравий для засыпки территорий.
  • гравийный щебень 5-20 мм — такая фракция щебня пользуется большим спросом в строительстве при возведение фундамента, в производстве цемента особенно популярен.
  • гравийный щебень 20-40 мм — фракция щебня средних размеров, обладающие высоким уровнем прочности. Его используют при обустройстве «подушек» автомагистралей, при заливке фундаментов, при строительстве железнодорожных путей.
  • гравийный щебень 40-70 мм —  крупная фракция щебня, добытого из карьерной породы. Она оптимально подходит при возведении фундамента. Из щебня таких размеров изготавливают бетонные перекрытия, делают насыпи на железных дорогах. Используется в дренажных системах,  для декоративных целей, широко используется в строительстве дорог.
  • гравийный щебень до 150 мм — БУТ, встречается крайне редко, используется для декоративных целей.

Известняковый щебень


Известняковый щебень — продукт дробления осадочной горной породы, а именно известняка, который, главным образом, состоит из кальцита (карбонат кальция — СаСО3).

Известняковый щебень, его ещё называют щебень известковый или доломитовый, один из основных видов щебня, который как  гравийный и гранитный щебень применяется в дорожном строительстве, а также при изготовлении железобетонных изделий. Допускается его использование при устройстве дренажей, при условии, что он имеет достаточно плотную структуру.

Характеристики известнякового щебня не находятся на высоком уровне, но у известняка есть другие преимущества. Он стойко переносит температурные изменения, а также известняковый щебень, наряду с гравийным щебнем, обладает высоким классом безопасности и экологичности. Поэтому может без опасений применяться для засыпки дорожек и в других ландашафтых работах.


У нас Вы можете купить следующие фракции известнякового щебня:

  • щебень известняковый 5-20 мм
  • щебень известняковый 20-40 мм
  • щебень известняковый 40-70 мм
Показатели значение показателя
1. Плотность камня 2,75-2,93 т./м.куб.
2. Водопоглощение 0,05-0,25%
3. Предел прочности при сжатии До 2080 г./см.кв.
4. Пористость 0,40-4,03%
5 Химический состав:

SiO2 48-65%

Al2O3 15-18%

CaO 3. 5-10.5%

MgO 2.1-7.2%

SO3 0.38-1.01%

Fe2O3 7.0-12.5%
6. Суммарная удельная эффективность естественных радионуклидов 30-137 Бк/кг что соответствует 1 классу
7. Объёмный насыпной вес щебня по фракциям:

от 0 до 5 мм. 1,50 т/м3

от 0 до 40 мм. 1,53 т/м3

от 3 до 10 мм. 1,45 т/м3

от 5 до 20 мм. 1,37 т/м3

от 20 до 40 мм. 1,41 т/м3

от 20 до 60мм. 1,45 т/м3

от 20 до 90 мм. 1,48 т/м3

от 40 до 70 мм. 1,47 т/м3

Бутовый камень 1,60 т/м3
8. Морозостойкость F-300 (ГОСТ от F 15 до F 400)
9. Марка щебня по прочности 1400 (ГОСТ от 600 до 1400)
10. Марка щебня по износу И-1 (ГОСТ от И-1 до И-4)
11. Содержание слабых зерен 0,1-3% (ГОСТ до 5%)
12. Содержание пылевидных, глинистых частиц в том числе глины в комках До 1% ГОСТ 1% Не более 0,25% ГОСТ 0,25%
13. Содержание зерен пластинчатой формы 12-30% ГОСТ до 35%
14. Зерновой состав Соответствует ГОСТ 8267-93
15. Содержание вредных компонентов Отсутствуют
МАТЕРИАЛЫ ОТСЕВ ДРОБЛЕНИЯ ФАКТ ТРЕБОВАНИЯ
1. Марка прочности 800кг/см.кв. ГОСТ
2. Содержание пылевидных, глинистых частиц в том числе глины в комках До 9% до 10%
До 0,5% до 2%
3. Зерновой состав Соответствует ГОСТ 8736-93

Прочность щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при дроблении щебня (раздавливании) в цилиндре и износом в полочном барабане. Эти показатели имитируют сопротивление каменного материала при воздействии проходящих по дороге транспортных средств и механические воздействия в процессе строительства дорожных конструкций (укладка и уплотнение катками).

Дробление щебня происходит в одном определённом режиме. Камни разной прочности пропускается через дробилку и в результате  дробления получается продукт разных размеров. Более мелким будет щебень из камней меньшей прочности. При отсеивании можно получить продукт однородный по фракции и прочности.

В зависимости от марки щебень делят на группы:

  • высокопрочный — М1200-1400,
  • прочный — М800-1200,
  • средней прочности — М600-800,
  • слабой прочности — М300-600,

По форме зерен щебень подразделяют на четыре группы (содержание зерен пластинчатой и игловатой форм, % по массе):

  • I группа до 15%,
  • II группа от 15% до 25%,
  • III группа от 25% до 35%,
  • IV группа от 35% до 50%.

Адгезия — одна из специфических характеристик щебня. Этот параметр отражает оценку качества сцепления битумных вяжущих с поверхностью щебня. Любопытно, но на качество сцепления влияет цвет щебня. Лучшие показатели по адгезии дает серый и темно серый щебень.  

Водопоглощение и водонасыщение  — это свойства щебня терять влагу, находящуюся в его порах.

Влагоотдача щебня характеризуется количеством воды в % (по массе или объему), теряемым стандартным образцом материала в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60% и температуре окружающей среды 20 градусов по С.  

Зерновой состав каждой фракции щебня должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ». Исходя из требований указанного ГОСТа следует, что в фракции щебня, поставляемой на строительство, например 20-40 мм, количество зерен размером мельче 20мм не должно превышать 10%, а зерен крупнее 1,25*D (50 мм) — не более 0,5%.

Радиоактивность — важная характеристика щебня. Отметим, что радиоактивность природного щебня из натуральных пород гранита всегда выше чем у известнякового или гравийного щебня. Это связано с природой возникновения горных пород.

Реакционная способность щебня от 51 до 261 моль/л.


Щебень. Виды и свойства.

Какие виды щебня бывают? Из каких материалов щебень производят? Применение щебня по фракциям. Свойства щебня и его характеристики. Щебень Щебень – это нерудный материал. Является популярным строительным материалом, широко применяемым на всех этапах строительства. Успешно используется в ландшафтном дизайне, сельском хозяйстве, в сферах жилищно-коммунальных услуг и т.д. В ГОСТ 8267-93 предлагается следующее определение: «…Щебень из горных пород – это неорганический сыпучий материал с зёрнами крупностью свыше 5 мм, получаемый дроблением горных пород, гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород и вмещающих пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд (чёрных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и неметаллических ископаемых других отраслей промышлености и последующим рассевом продуктов дробления». Фракции щебня  Фракции щебня по ГОСТ 8267-93    Фракции щебня по ГОСТ 32703-2014  Фр. 3-10 мм Фр. 5-10 мм Фр. 3-20 мм Фр. 5-20 мм Фр. 10-15 мм Фр. 10-20 мм Фр. 15-20 мм Фр. 20-40 мм Фр. 40-80 мм Фр. 40-70 мм Фр. 70-120 мм Фр. 80-120 мм Фр. 120-150 мм Фр. 4-5,6 мм Фр. 5,5-8 мм Фр. 8-11,2 мм Фр. 11,2-16 мм Фр. 16-22,4 мм Фр. 22,4-31,5 мм Фр. 31,5-63 мм Фр. 63-90 мм Допускается выпуск фракций: Фр. 4-8 мм Фр. 8-16 мм Фр. 16-31,5 мм Фр. 32,5-63 мм Гранитный щебень Гранитный щебень — это щебень из твёрдой горной породы зернистого строения, которая является самой распространённой на Земле. Гранитная скала представляет собой магму, застывшую на больших глубинах. Магма состоит из хорошо сформированных кристаллов полевого шпата, кварца, слюды и т. д. Имеет цвет красный, розовый или серый, в зависимости от преобладания в нём шпата и слюды. Глыбы получают обычно путём взрыва монолитной скалы, затем они дробятся в машине, а полученный щебень просеивается по фракциям. Это последний этап производства щебня. Фракции гранитного щебня 0-5 мм гранитный отсев, щебеночно-песчанная смесь (ЩПС) — самая мелкая фракция гранитного щебня, не относится к щебню, а является побочным продуктом при его изготовлении. Применяется для создания «подушек» дорожного полотна. Применяется как декоративный материал для отделки, а также для отсыпания дорожек и дорог, детских и спортивных площадок; для изготовления бетонных изделий, в частности с поверхностью «мытого бетона»; 0-10 мм щебеночно-песчанная смесь (ЩПС) — комплексный мелкофракционный строительный материал природного происхождения, который является продуктом при добыче и переработке горных пород. Области применения ЩПС во многом зависят от зернового состава. Наилучшим образом подходит для создания «подушек» дорожного полотна. гранитный щебень 5-10 мм — самая мелкая фракция из коммерчески доступных. Используется в производстве бетона и конструкций из него для оптимизации фракционного состава крупного заполнителя, например в производстве плит перекрытия безопалубочным способом. гранитный щебень 5-20 мм (смесь фракций 5-10 и 10-20) — пользуется наибольшим спросом. Используется в производстве бетона и конструкций из него, в фундаментных работах, при заливке мостовых конструкций, мостового полотна, дорожных и аэродромных покрытий оснований. гранитный щебень 20-40 мм — средняя фракция, применяется в производстве бетона, железобетонных конструкций, в строительстве автодорог и железных дорог, трамвайных линий, при закладке фундамента и возведении производственных зданий. гранитный щебень 25-60 мм — фракция, применяемая при строительстве основания для железнодорожных путей. гранитный щебень 20-70 мм, гранитный щебень 40-70 мм — крупная фракция щебня, используется в производстве бетона, массивных конструкций из него и на работы с большим объёмом бетона. Применяется также в дорожном строительстве в пределах населённых пунктов, при возведении производственных зданий и сооружений. гранитный щебень 70-120 мм, 120—150 мм, 150—300 мм — бутовый камень (БУТ). Применяется для забутовок, в габионах, в декоративных целях, обычно для отделки заборов, водоемов,бассейнов. Это стандартные, наиболее частые способы использования данных фракций гранитного щебня, однако для каждой из них существует множество вариантов применения. По техническим характеристикам гранитный щебень является прочным (марка 800—1200) и высокопрочным (марка 1400—1600), морозостойким (марка 300—400), с низкой лещадностью (5-23 %) и 1 классом эффективной удельной активности Аээф (менее 370 Бк/кг). Показатели содержания радионуклидов, вредных компонентов и примесей отсутствуют или не превышают нормы, что подтверждается соответствующими сертификатами и заключениями, выдаваемыми после проведения исследований. Уникальные свойства гранитного щебня делают его популярным строительным материалом. Это лучший заполнитель для высокомарочного бетона. Гранитный щебень также используется как декоративный камень. Он может быть серым, красным или розовым, иметь множество оттенков. После шлифовки и полировки имеет красивую зеркальную поверхность. Гранитный щебень в основном состоит из кристаллов полевого шпата, кварца, слюды, содержание которых влияет на цвет и оттенки камня. Лещадность — параметр, определяющий степень плоскостности или удлиненности зерен щебня (от слова «лещадь», то есть дощечка или плоская плитка). В щебне нормируют содержание зерен пластинчатой и игловатой форм. К зёрнам пластинчатой и игловатой форм относят такие зёрна, толщина или ширина которых менее длины в три раза и более. По форме зёрен щебень подразделяют на три группы: Группа Содержание зерен пластинчатой и игловатой форм I (кубовидная) до 10 % II (улучшенная) 10-15 % III (обычная) 15-25 % IV 25-35 % Необходимо заметить, что лещадность — одна из самых важных характеристик качества щебня. Использование щебня кубовидной формы даёт наиболее плотную утрамбовку. Наличие в щебне зёрен пластинчатой и игловатой форм приводит к увеличению межзерновой пустотности в смеси. При изготовлении бутобетонных смесей это приводит к увеличению расхода связующего компонента, что влечет за собой дополнительные материальные затраты. Кроме того, кубовидные зёрна обладают большей прочностью, чем зёрна пластинчатой и игловатой форм. Следовательно, использование кубовидного щебня в производстве бутобетонных смесей экономически целесообразнее. В то же время при строительстве железных и автомобильных дорог применяют щебень повышенной лещадности, так как он обладает лучшими дренирующими свойствами. Прочность щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при сжатии, дробимостью щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре и износом в полочном барабане. Эти показатели имитируют сопротивление каменного материала при воздействии проходящих по дороге транспортных средств и механические воздействия в процессе строительства дорожных конструкций (укладка и уплотнение катками). В зависимости от марки щебень делят на группы: высокопрочный М1200-1400, прочный М800-1200, средней прочности М600-800, слабой прочности М300-600, очень слабой прочности М200. В щебне нормируют содержание зерен слабых пород с пределом прочности исходной породы при сжатии в водонасыщенном состоянии до 20 МПа. По ГОСТ 8267-93 щебень марок М1400, М1200, М1000 не должен содержать зерна слабых пород в количестве более 5 %, щебень марок М800, М600, М400 более 10 %, щебень марок М300 и М200 более 15 % по массе. Наибольшим спросом пользуется гранитный щебень прочностью М1200, реже используется высокопрочный гранитный щебень или базальтовый щебень с маркой прочности М1400-1600. В основном он используется в производстве тяжелых высокопрочных бетонов, в несущих мостовых конструкциях, фундаментах. Морозостойкость. Морозостойкость щебня характеризуют числом циклов замораживания и оттаивания. Разрешается оценивать морозостойкость щебня по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания. По морозостойкости щебень подразделяют на марки: F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400. В строительстве в основном применяют щебень с маркой морозостойкости не менее F300 (300 циклов замораживания и оттаивания). Гравийный щебень Гравийный щебень — щебень, получаемый путём просеивания карьерной породы, а также путём дробления природной каменной скалы. По прочности уступает гранитному щебню, но есть и преимущества — радиоактивный фон его обычно очень низкий и цена ниже, чем на гранитный щебень. Гравийный щебень применяют для фундаментных работ, для бетонов, в производстве ЖБИ, при строительстве дорог. Существует два вида гравийного щебня: Колотый — это обычный природный или дробленный; Гравий — это округлые камешки, как правило речного или морского происхождения. Фракции гравийного щебня гравийный щебень 0-5 мм — очень мелкая фракция, используется для оформления ландшафта и предотвращения гололеда. гравийный щебень 3-10 мм — используется для производства бетона, построек фундамента, в ландшафтных работах. Идеально подходит для отсыпки тротуаров и дорожек. Камушки приятные на ощупь, поэтому по ним хорошо ходить босиком. Этот момент принимаю во внимание владельцы пляжей и используют гравий для засыпки территорий. гравийный щебень 5-20 мм — такая фракция щебня пользуется большим спросом в строительстве при возведение фундамента, в производстве цемента особенно популярен. гравийный щебень 20-40 мм — фракция щебня средних размеров, обладающие высоким уровнем прочности. Его используют при обустройстве «подушек» автомагистралей, при заливке фундаментов, при строительстве железнодорожных путей. гравийный щебень 40-70 мм —  крупная фракция щебня, добытого из карьерной породы. Она оптимально подходит при возведении фундамента. Из щебня таких размеров изготавливают бетонные перекрытия, делают насыпи на железных дорогах. Используется в дренажных системах,  для декоративных целей, широко используется в строительстве дорог. гравийный щебень до 150 мм — БУТ, встречается крайне редко, используется для декоративных целей. Известняковый щебень Известняковый щебень — продукт дробления осадочной горной породы, а именно известняка, который, главным образом, состоит из кальцита (карбонат кальция — СаСО3). Известняковый щебень, его ещё называют щебень известковый или доломитовый, один из основных видов щебня, который как  гравийный и гранитный щебень применяется в дорожном строительстве, а также при изготовлении железобетонных изделий. Допускается его использование при устройстве дренажей, при условии, что он имеет достаточно плотную структуру. Характеристики известнякового щебня не находятся на высоком уровне, но у известняка есть другие преимущества. Он стойко переносит температурные изменения, а также известняковый щебень, наряду с гравийным щебнем, обладает высоким классом безопасности и экологичности. Поэтому может без опасений применяться для засыпки дорожек и в других ландашафтых работах. У нас Вы можете купить следующие фракции известнякового щебня: щебень известняковый 5-20 мм щебень известняковый 20-40 мм щебень известняковый 40-70 мм № Показатели значение показателя 1. Плотность камня 2,75-2,93 т./м.куб. 2. Водопоглощение 0,05-0,25% 3. Предел прочности при сжатии До 2080 г./см.кв. 4. Пористость 0,40-4,03% 5 Химический состав: SiO2 48-65% Al2O3 15-18% CaO 3.5-10.5% MgO 2.1-7.2% SO3 0.38-1.01% Fe2O3 7.0-12.5% 6. Суммарная удельная эффективность естественных радионуклидов 30-137 Бк/кг что соответствует 1 классу 7. Объёмный насыпной вес щебня по фракциям: от 0 до 5 мм. 1,50 т/м3 от 0 до 40 мм. 1,53 т/м3 от 3 до 10 мм. 1,45 т/м3 от 5 до 20 мм. 1,37 т/м3 от 20 до 40 мм. 1,41 т/м3 от 20 до 60мм. 1,45 т/м3 от 20 до 90 мм. 1,48 т/м3 от 40 до 70 мм. 1,47 т/м3 Бутовый камень 1,60 т/м3 8. Морозостойкость F-300 (ГОСТ от F 15 до F 400) 9. Марка щебня по прочности 1400 (ГОСТ от 600 до 1400) 10. Марка щебня по износу И-1 (ГОСТ от И-1 до И-4) 11. Содержание слабых зерен 0,1-3% (ГОСТ до 5%) 12. Содержание пылевидных, глинистых частиц в том числе глины в комках До 1% ГОСТ 1% Не более 0,25% ГОСТ 0,25% 13. Содержание зерен пластинчатой формы 12-30% ГОСТ до 35% 14. Зерновой состав Соответствует ГОСТ 8267-93 15. Содержание вредных компонентов Отсутствуют № МАТЕРИАЛЫ ОТСЕВ ДРОБЛЕНИЯ ФАКТ ТРЕБОВАНИЯ 1. Марка прочности 800кг/см.кв. ГОСТ 2. Содержание пылевидных, глинистых частиц в том числе глины в комках До 9% до 10% До 0,5% до 2% 3. Зерновой состав Соответствует ГОСТ 8736-93 Прочность щебня характеризуют пределом прочности исходной горной породы при дроблении щебня (раздавливании) в цилиндре и износом в полочном барабане. Эти показатели имитируют сопротивление каменного материала при воздействии проходящих по дороге транспортных средств и механические воздействия в процессе строительства дорожных конструкций (укладка и уплотнение катками). Дробление щебня происходит в одном определённом режиме. Камни разной прочности пропускается через дробилку и в результате  дробления получается продукт разных размеров. Более мелким будет щебень из камней меньшей прочности. При отсеивании можно получить продукт однородный по фракции и прочности. В зависимости от марки щебень делят на группы: высокопрочный — М1200-1400, прочный — М800-1200, средней прочности — М600-800, слабой прочности — М300-600, По форме зерен щебень подразделяют на четыре группы (содержание зерен пластинчатой и игловатой форм, % по массе): I группа до 15%, II группа от 15% до 25%, III группа от 25% до 35%, IV группа от 35% до 50%. Адгезия — одна из специфических характеристик щебня. Этот параметр отражает оценку качества сцепления битумных вяжущих с поверхностью щебня. Любопытно, но на качество сцепления влияет цвет щебня. Лучшие показатели по адгезии дает серый и темно серый щебень.   Водопоглощение и водонасыщение  — это свойства щебня терять влагу, находящуюся в его порах. Влагоотдача щебня характеризуется количеством воды в % (по массе или объему), теряемым стандартным образцом материала в сутки при относительной влажности окружающего воздуха 60% и температуре окружающей среды 20 градусов по С.   Зерновой состав каждой фракции щебня должен удовлетворять требованиям ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ». Исходя из требований указанного ГОСТа следует, что в фракции щебня, поставляемой на строительство, например 20-40 мм, количество зерен размером мельче 20мм не должно превышать 10%, а зерен крупнее 1,25*D (50 мм) — не более 0,5%. Радиоактивность — важная характеристика щебня. Отметим, что радиоактивность природного щебня из натуральных пород гранита всегда выше чем у известнякового или гравийного щебня. Это связано с природой возникновения горных пород. Реакционная способность щебня от 51 до 261 моль/л.

Оговорки о повторном использовании образцов щебня

, относящиеся к

Повторное использование щебня

Использование переработанных продуктов Консультант должен подготовить и представить все отчеты, письменные исследования и другие печатные материалы на переработанной бумаге в той степени, в которой они доступны в равной или меньшей степени стоимость, чем девственная бумага.

ПОКУПКА ТОВАРОВ, РАБОТ ИЛИ УСЛУГ 10.1 Правила приобретения товаров, работ или услуг

Использование услуг Мобильный банк не будет работать, если вы не воспользуетесь им должным образом.Вы берете на себя ответственность за то, чтобы убедиться, что вы понимаете, как использовать мобильный банкинг, прежде чем вы это сделаете, и вы используете мобильный банкинг в соответствии с любыми онлайн-инструкциями, опубликованными на нашем веб-сайте. Вы также берете на себя ответственность за то, чтобы убедиться, что знаете, как правильно использовать свое беспроводное устройство и программное обеспечение мобильного банкинга («Программное обеспечение»), необходимое для использования Сервиса. Программное обеспечение предоставляется поставщиком услуг, не связанным с Кредитным союзом, и вы несете единоличную ответственность за заключение лицензионного соглашения на использование программного обеспечения.Мы не несем ответственности за какие-либо убытки, вызванные неправильным использованием вами услуги мобильного банкинга, Программного обеспечения или вашего беспроводного устройства. Вы можете столкнуться с техническими или другими трудностями, связанными с услугой мобильного банкинга, которые могут привести к потере данных, настройкам персонализации или другим перебоям в работе услуги мобильного банкинга. Мы не несем ответственности за своевременность, удаление, неправильную доставку или несохранение каких-либо пользовательских данных, сообщений или настроек персонализации в связи с использованием вами услуги мобильного банкинга. Мы не несем ответственности за работу, безопасность или функциональность любого беспроводного устройства или мобильной сети, которые вы используете для доступа к услуге «Мобильный банк». Финансовая информация, отображаемая в услуге мобильного банкинга, отражает самую последнюю информацию о счете, доступную через услугу мобильного банкинга. Вы соглашаетесь с тем, что мы не несем ответственности за какие-либо задержки в предоставлении контента или за любые действия, которые вы предпринимаете в связи с этим. Если вам нужна текущая информация об учетной записи, вы соглашаетесь связаться с нами напрямую.

Использование имени BlackRock Советник дал согласие на использование Доверительным фондом имени или идентифицирующего слова «BlackRock» в названии Доверительного фонда. Такое согласие обусловлено наймом советника в качестве инвестиционного советника траста. Имя или идентифицирующее слово «BlackRock» может время от времени использоваться в других связях и для других целей Советником и любым из его аффилированных лиц. Советник может потребовать, чтобы Траст прекратил использование BlackRock от имени Траста, если Траст по какой-либо причине прекращает нанимать Советника, любого его правопреемника или любое его аффилированное лицо в качестве инвестиционного советника Траста.

Использование Услуги Каждая Сторона должна прилагать коммерчески разумные усилия для обеспечения того, чтобы ее клиенты соблюдали положения настоящего Соглашения (включая, помимо прочего, положения применимых Тарифов), применимые к использованию Услуг, приобретенных ею в соответствии с настоящим Соглашением. Соглашение.

Использование программного обеспечения Фонд может использовать Программное обеспечение в течение срока действия настоящего Соглашения только на Оборудовании и только для обработки данных Фонда для внутренних деловых целей (что не должно, для целей настоящего Соглашения, включать использование Фондом для предоставления услуги своим клиентам через сервисное бюро) в связи с использованием Фондом системы FDISG и только в местах, указанных в Соглашении. Если Оборудование вышло из строя из-за неисправности, после письменного уведомления FDISG предоставление лицензии будет временно продлено, чтобы разрешить Фонду использовать Программное обеспечение на любом другом оборудовании, одобренном в письменной форме FDISG, до тех пор, пока Оборудование не будет возвращено в рабочее состояние. FDISG по своему разумному усмотрению может приостановить любую Поддержку Программного обеспечения, пока Программное обеспечение используется на таком другом Оборудовании. Никакие права не предоставляются на использование Программного обеспечения какой-либо третьей стороной или Фондом для обработки для какой-либо третьей стороны или для любых других целей, за исключением случаев, прямо предусмотренных в этом параграфе..

Использование материалов Союз не должен иметь никаких ограничений или ограничений по выбору Подрядчиком материалов или конструкции, а также, независимо от источника или местоположения, при полном использовании и утилизации оборудования, машин, упаковки, сборных железобетонных изделий, сборных конструкций. , предварительно обработанные или предварительно собранные материалы, инструменты или другие устройства для экономии труда в соответствии с положениями Государственного контракта и Трудового кодекса штата Калифорния. Как правило, установка или применение таких элементов на объекте должны выполняться судном, имеющим юрисдикцию в отношении таких работ.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРЕРАБОТАННЫХ ИЛИ ВОССТАНОВЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ Штат Нью-Йорк поддерживает и поощряет подрядчиков использовать переработанные, восстановленные или восстановленные материалы при производстве продуктов и упаковки в максимально возможной степени без ущерба для производительности или предполагаемого конечного использования продукта или упаковки если такое использование не исключено из-за требований здоровья или безопасности или технических характеристик продукта, содержащихся в данном документе. Восстановленные или восстановленные компоненты или продукты должны быть восстановлены до исходных рабочих характеристик и нормативных стандартов и функций, а также должны соответствовать всем другим требованиям настоящего тендерного предложения. Гарантии на отремонтированные или восстановленные компоненты или продукты должны совпадать с гарантией производителя на новое оборудование или стандартной отраслевой гарантией, когда восстановитель не предлагает новое оборудование. См. «Восстановленные, переработанные, перерабатываемые или восстановленные материалы» в Приложении B, Общие технические характеристики OGS.

ОСОБЫЕ УСЛОВИЯ И УСЛОВИЯ ОБЛАКА Если Подрядчик получил награду за Лот 3, Облако, следующие положения и условия применяются к Лоту 3, Облако.На время действия Соглашения с авторизованным пользователем облачное решение должно соответствовать спецификациям, документации, стандартам производительности Производителя облачного решения (включая применимый срок действия лицензии, гарантии, гарантии, соглашения об уровне обслуживания, обязательства по обслуживанию и кредиты). ЗАЩИТА ДАННЫХ, ИНФРАСТРУКТУРЫ И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ Подрядчик несет ответственность за обеспечение физической и логической безопасности всех Данных, инфраструктуры (например, оборудования, сетевых компонентов, физических устройств) и программного обеспечения, связанных с услугами, которые Подрядчик предоставляет в соответствии с Соглашением с авторизованным пользователем. Все положения о безопасности данных, согласованные между Авторизованным пользователем и Подрядчиком в рамках Соглашения с Авторизованным пользователем, не могут быть уменьшены в течение срока действия Соглашения с Авторизованным пользователем без предварительного письменного согласия сторон, вносящих поправки в Соглашение с Авторизованным пользователем.

Использование подвала и служебных помещений Подвал (и) и служебные помещения, если таковые имеются, расположенные в пределах указанного Комплекса, должны быть предназначены для таких целей, как парковочные места и услуги, включая, помимо прочего, электрические подстанции, трансформатор, помещения ДГ, резервуары подземной воды.Насосные, ремонтные и сервисные помещения, насосы и оборудование для пожаротушения и т. Д., А также другие разрешенные виды использования в соответствии с утвержденными планами. Уделенному лицу не разрешается использовать служебные помещения и подвалы каким-либо образом, кроме тех, которые предназначены для стоянки автомобилей, и то же самое должно быть зарезервировано для использования ассоциацией выделенных лиц, сформированной распределенными лицами, для оказания услуг по техническому обслуживанию.

Можно ли добавлять щебень в бетон. Какой нужен щебень для бетона.Фракция щебня и бетон целевого назначения

Все смеси для приготовления бетонных растворов состоят из 3-х основных компонентов, один из которых называется «Шпатлевка» (наполнитель). При этом используются разные материалы, в том числе с разными параметрами. Поэтому может быть несколько ответов относительно даже точного.

Во-первых Промышленность выпускает несколько видов аналогичных продуктов, которые характеризуются как химическим, структурным составом, так и определенными свойствами (в частности, прочностью).

Во-вторых , Щебень даже одного вида может иметь разные размеры фракций (гранул), поэтому он делится на крупные, мелкие и средние.

В-третьих, , важно то, зачем готовится бетонный раствор, какие готовятся особенности его использования и дальнейшей эксплуатации конструкции, «созданной» из него.

Например, если предусмотрен фундамент, бетон должен быть достаточно прочным. В то же время, если использовать щебень с крупными фракциями, то «снять» раствор на опалубке, заделать его (правда, вручную, хотя бы вибратором) будет довольно сложно.А если это достаточно сложная конфигурация, с плотным арматурным каркасом, что нередко бывает при индивидуальном строительстве?

Для устройства бетонного пола используйте тот же раствор — не хозяин, как можно приготовить и более «дешево». К тому же щебень берет мельчайшие размеры, так как толщина такого пола обычно невелика.

Как видно из вышесказанного, в выборе щебня для бетона существует множество нюансов.Поэтому стоит отметить, что не стоит руководствоваться какими-то едиными рекомендациями, тем более якобы «всеми знающими» людьми. Понятно, что универсального «рецепта» быть не может в принципе. Тем не менее есть определенные критерии, которые следует учитывать.

  • Прочность конечного продукта определяется соответствующей характеристикой заполнителя. Например, из завалов марки «600» получить бетон М500 невозможно.

Для общих рекомендаций мы приводим примерное соответствие прочности затвердевшего раствора и наполнителя (бетон — щебень):

М100 — М600;
М200 — М800;
М300 — М1000;
M400 (500) — M1200.

Если при использовании щебня определенной марки все же необходимо повысить степень прочности бетона, то необходимо увеличить долю цемента в приготовленном растворе. В некоторых источниках указано, что для экономии можно добавить песок. Это неверно, так как этот материал не является «определяющим» в этом отношении.

  • Для обеспечения заданной прочности конечного продукта невозможно использовать наполнитель с одинаковыми размерами гранул. Это приводит к тому, что объем «заливки» будет заполняться ими неравномерно; Возможно образование множества пустот, что, естественно, снижает прочностные характеристики бетона (на растяжение, смещение, сжатие).

Для фундаментов под массивные конструкции специалисты рекомендуют использовать не крупный, а более мелкий щебень (габаритами 5 — 20 и 5 — 10). Он будет стоить несколько дороже, но надежнее окажется. В остальных случаях следует взять разные виды рубанков (по размеру гранул) и перемешать. Мелкие фракции обеспечат заполнение пустот, которые образуются между крупными, следовательно, массовая плотность увеличится.

  • Стоит обратить внимание на такую ​​характеристику щебня, как «Бешеч».Показывает степень «плоской» гальки. Гранулы кубической формы ниже, чем гранулы ниже. Использование щебня, имеющего достаточно высокую эту характеристику (с более плоскими фракциями), влечет за собой увеличение расхода вяжущего, что не всегда оправдано с экономической точки зрения.

Кроме того, этот раствор довольно сложно уплотнять, так как плоский щебень хуже топтанного.

Для тупых фундаментов лучше не использовать, но, например, для сцены вполне подойдет.

  • Особенности нашего климата заставляют учитывать такую ​​характеристику материалов, как устойчивость к низким температурам. По этому «показателю» лидером среди однотипной продукции является щебень из гранитных пород.

Для нашего климата (особенно для фундамента) нецелесообразно использовать щебень с показателем «F» ниже 150. В противном случае придется дополнительно утеплять поверхности, что связано как с материальными, так и с временными затратами.

  • Сейчас довольно много внимания уделяется вопросам экологии. Щебень имеет определенную радиоактивность. Этот показатель имеет свои классы и отражается в сертификате на продукцию.

Гранд щебень желательно использовать только для устройства фундаментов.

Практика показывает, что для приготовления бетонных растворов марки ниже 250 в целях оптимизации денежных потоков выгоднее использовать щебень.Для растворов от М300 и выше берется щебень.
Если для возведения фундамента необходим бетон, то в качестве заполнителя можно применить щебень.
В случае ограниченных возможностей выбора продукции, необходимо ориентироваться на гранитный щебень 5-20. Решения на его основе более универсальны и могут использоваться для различных видов работ (фундаментных, перекрытий, плавных и в ряде других случаев).
Если увеличивать плотность за счет использования более мелких фракций, то нужно учитывать, что вяжущего (цемента) потребуется значительно больше.А это приведет к значительному удорожанию строительства, так как этот материал самый дорогой (из состава смеси для бетонного раствора).
Для удешевления работ можно смешивать щебень гранитный и гравийный, так как последний материал дешевле.

В данной статье рассматривается выбор щебня для среднего и тяжелого бетона. Хотя, как уже отмечалось, существует несколько видов его разновидностей — шлаковая, вторичная, известняковая и некоторые другие. Если готовится, например, бетон ровный, понятно, что нет смысла использовать обтирку из гранитных пород, так как в этом преимущество пенобетона (или пенобетона), как малый вес.

Прежде, чем решить, какая фракция щебня необходима при выполнении бетонных работ по изготовлению железобетонных изделий и конструкций, необходимо рассмотреть такие понятия, как щебень и его фракция.

Какую фракцию щебня применять при изготовлении железобетонных конструкций?

Crusheden — Строительный материал, получаемый дроблением плотных горных пород на фракцию 5 ÷ 70 мм и более. Имеет непаянную шероховатую поверхность.После дробления щебень совершает расстановку фракций.

В зависимости от того, из каких пород образуется щебень, различают следующие разновидности щебня:

  1. известняк;
  2. щебень, или просто щебень;
  3. гранит;
  4. искусственные (из отходов производства, например шлаков).

Гранитный агрегатор считается одним из лучших — он обладает высокой прочностью, но при этом является самым дорогим.

Фракция щебня — это комбинация частиц одного размера или одного интервала.

Итак, тогда нужно разобраться, зачем в бетонную смесь добавляют щебень? Вкратце рассмотрим причины, по которым необходимо применять щебень, а затем рассмотрим, какую фракцию необходимо добавить в бетонную смесь, чтобы получить прочную и долговечную конструкцию.

Что нужно для добавления щебня для изготовления бетона?
  1. Щебень — это каркас из бетона, он составляет около 80 … 85% от общего объема. Щебень в бетоне называют крупным заполнителем.
  2. Использование крупного заполнителя в бетоне позволяет минимизировать процессы усадки, ползучести, увеличивает прочность, плотность, водонепроницаемость и сопротивление разрушению конструкции.
  3. Поскольку самым дорогим компонентом бетона является цемент, это означает, что необходимо уменьшить его текучесть без ухудшения свойств бетона. Одним из факторов получения высокопрочного бетона является его плотность — чем плотнее бетон, тем прочнее. Для уменьшения межкристаллитного пространства (пустот) в бетоне необходимо выбирать такие размеры частиц песка и щебня, чтобы при уплотнении бетонной смесью пространство между крупными частицами было занято более мелкими частицами крупного заполнителя и занято крупными частицами песка. между мелкими частицами щебня и т. д. . Значит, для хорошего бетона необходимы частицы крупного заполнителя нескольких фракций. Такой подход к расчету состава бетона позволяет сэкономить значительное количество цемента при строительстве. Экономия цемента объясняется следующим образом: Мелкие частицы цемента в виде клея, которыми следует покрывать и «склеивать» между собой все поверхности из песка и щебня. Как известно, крупные частицы имеют меньшую удельную поверхность, чем мелкие частицы, поэтому, если щебень и песок очень мелкие, то количества цемента для его «склейки» нужно больше, либо количества цемента будет недостаточно. обволакивать поверхности (значительно снижает прочность).Чтобы убедиться в правильности приведенного выше обоснования, необходимо рассчитать состав бетона (возможно по методу НИИЗБ) сначала по большой фракции, а затем по нескольким фракциям, а затем сравнить расход цемента.

На карьерах по добыче гранита или другого щебня по ГОСТ 8267-93 после дробления выделяются следующие основные фракции щебня:

  • 5 (3) ÷ 20 мм;
  • 5 (3) ÷ 10 мм;
  • 10 ÷ 15 мм;
  • 10 ÷ 20 мм;
  • 15 ÷ 20 мм;
  • 20 ÷ 40 мм;
  • 40 ÷ 80 (70) мм.
  • Также возможно изготовление по индивидуальному заказу фракции 70 (80) ÷ 120 мм, 120 ÷ 150 мм.
Какие фракции используются для приготовления бетона? Как выбрать нужную фракцию щебня?

Однако для получения качественного бетона часто используется не одна, а две-три фракции щебня, либо есть щебень разной крупности. На предприятиях по изготовлению бетонных и железобетонных конструкций по ГОСТ 8267-93 в лабораториях ОТВ (технический контроль) определяют проверку зернистого состава, наименьшего d и наибольшего D номинальных размеров щебня.Эти характеристики щебня определяются методом просеивания щебня через стандартное сито и взвешивания остатков на каждом сите. Следующие остатки определяют на каждом сите. Полученные результаты сравниваются со значениями в таблице 1. Из ГОСТ 8267-93.

Таблица 1

Примечание:

  1. Для щебня фракций 5 (3) ÷ 10 мм и смеси фракций 5 (3) ÷ 20 мм дополнительно применяют условие, при котором полный остаток на нижнем сите 2 должен составлять 95 ÷ 100%. 5 (1,25) мм.
  2. Допускается требовать потребителя, чтобы полный остаток на сите 0,5 (D мин + d макс) составлял 30-80% по весу.

После просеивания строится график зернистости щебня, и если кривая этого щебня входит в заштрихованную область графика ( рис. 1 ), то такой щебень можно использовать в изготовление бетона, железобетона. Если кривая не попадает в указанную область, добавьте еще одну фракцию и повторите просеивание.

Рис. 1. Зернистый состав гравия (щебень)

Согласно ГОСТ 26633-91 * «Бетоны бывают тяжелые и мелкозернистые. Технические условия» Наибольшая лабильность щебня для данной железобетонной конструкции должна устанавливаться стандартами в типовых проектах, технических условиях или рабочих чертежах железобетонных конструкций. Знать, что наибольший размер зерен щебня предусмотрен в нашем случае по таблице из того же ГОСТа (п. 1.6.4.) Определяем, какие фракции можно использовать, табл.2.

стол 2

Примечание. Применять фракцию 3 ÷ 10 мм допускается при использовании песка в качестве мелкого заполнителя с модулем размерности не более 2,5.

Чтобы не строить график зернового состава щебня, можно воспользоваться таблицей из ГОСТ 8267-93 (п. 1.6.5., Таблица 5), а также проверить содержание отдельных фракций, таблица. 3.

Таблица 3.

Наибольший размер агрегата, мм Содержание фракций в крупном заполнителе (щебень, гравий),%
5 (3) ÷ 10 мм 10 ÷ 20 мм 20 ÷ 40 мм 40 ÷ 80 мм 80 ÷ 120 мм
10 100
20 25–40 60–75
40 15–25 20–35 40–65
80 10–20 15–25 20–35 35–55
120 5–10 10–20 15–25 20–30 30–40
Упрощенный вариант выбора необходимой фракции щебня

Процесс выбора правильной фракции щебня, который кратко описан выше, касается в основном предприятий, производящих бетонные и железобетонные изделия. Но в большинстве случаев достаточно знать следующую информацию, приведенную в таблице . четыре (Согласно СНиП 3.03.01-87 несущие и ограждающие конструкции).

Таблица 4.

Параметр Значение параметра
1. Количество фракций крупного заполнителя с зернистостью: до 40 мм, не более 40 мм Не менее двух
2. Наибольший размер заполнителя для железобетонных изделий Не более 2/3 наименьшего расстояния между стержнями арматуры
3.Наибольший размер заполнителя для железобетонных плит Печь толщиной не более 1/2
4. Наибольший размер заполнителя для железобетонных тонкостенных изделий Не более 1/3 — 1/2 толщины изделия
5. При перекачивании бетононасосом наибольший размер заполнителя Не более 0,33 внутреннего диаметра трубопровода
6. При перекачивании бетононасосом наибольший размер заполнителя, включая зерна наибольшего размера барашка и иголки, образуют Не более 15 мас.%
7.При бетонировании подземных сооружений методами нагнетания и вибрационного давления (п. 2.7) Не более 10 ÷ 20

Согласно СНиП 3.03.01-87 (п. 3.1), при строительстве массивных гидротехнических сооружений допускается использование щебня и гравия следующих фракций:

  • 120 ÷ 150 мм;
  • более 150 мм укладка непосредственно в форму (опалубку) перед укладкой бетонной смеси.

Еще для наглядности приведем преобладающие применения щебня в табличной форме, в зависимости от фракции, таблица.пять

Таблица 5.

Фракция щебня Область применения
5 (3) ÷ 20 мм; 5 (3) ÷ 10 мм; 10 ÷ 15 мм; 10 ÷ 20 мм; 15 ÷ 20 мм; Производство бетонных, бетонных и железобетонных конструкций, элементов мостов, плит перекрытий и др.
20 ÷ 40 мм; 40 ÷ 80 (70) мм. Закладка фундамента, производство промышленных зданий и сооружений, бетонных, бетонных и железобетонных конструкций, строительство автомобильных и железных дорог
Разделение на несколько фракций с частицами от 20 до 70 мм Строительство массивных промышленных зданий и сооружений, мостов, тоннелей и т. Д.
70 (80) ÷ 120 мм, 120 ÷ 150 мм, более 150 мм Устройство массивных фундаментов, производственных зданий и сооружений, применяемых в ландшафтном дизайне: декор, украшение бассейнов, берегов водоема
Еще несколько важных примечаний, которые вам необходимо знать, чтобы правильно составить пропонную смесь:
  1. Качество (чистота, отсутствие органических примесей) заполнителя (щебня) существенно влияет на прочность бетона.Согласно ГОСТ 26633-91 * (п. 1.6.5) содержание пылевидных, глинистых и органических примесей в крупном заполнителе (щебне) не должно превышать 1-3% по массе. Если все-таки щебень загрязнен, его можно промыть водой под напором из шланга.
  2. Также существенное влияние на прочность бетона оказывает прочность заполнителя. В зависимости от класса бетона марка щебня из природного камня должна быть не ниже (ГОСТ 26633-91 *, п. 1.6.7). — см. таблицу под таблицей .6.
  3. Не рекомендуется при изготовлении фундамента использовать вторичную обжимку.

Таблица 6.

Если возникнут вопросы, пишите в комментариях ниже.

Эксперт посоветовал вам

Конев Александр Анатольевич

Все мы знаем, что щебень используется при производстве бетонного раствора, но не все понимают его назначение и характеристики, которым должен отвечать этот важный компонент смеси.Мы расскажем, какой щебень нужен для бетона, а также остановимся на его разновидностях, характеристиках и покажем, зачем нужен щебень в бетоне.

Дом шубленка

Назначение и свойства

Щебень — минеральный неорганический продукт дробления горных пород, гравия, валунов, отходов горных предприятий, переработки руд, шлаков металлургических заводов и ТЭЦ, а также переработки строительного мусора. Камень должен быть рыхлым и иметь фракцию от 3 — 5 мм до 150 мм и выше.Особенно большой экран называется Бут ().

Средняя плотность рубленого бруса составляет 1,2 — 3 тонны на кубический метр.

Кроме того, существует набор важных свойств, по которым оценивается качество и пригодность сырья для определенных целей:

  1. Фракционный состав — Одна из основных характеристик продукта. Это определяется большей частью тех частей зерен, несмотря на то, что этих зерен составляет не менее 30%.Разделение фракций осуществляется в процессе добычи и дробления камня в специальных сепараторах и шлюпбалках;
  2. Форма зерен — не менее важная характеристика щебня, от которой зависит его качество и возможность использования при строительстве и производстве железобетонных изделий. Зерна должны быть максимально приближены к кубической форме, иначе говорят о высоких массах материала, то есть камни в нем имеют плоскую или игольчатую форму, когда толщина или ширина зерна более чем в три раза превышает его длина;
  3. Прочность зерна — важнейший параметр, который зависит от породы и происхождения камня. Бывают высокопрочные — М 1200 — М 1400, прочные — М 800 — М 1200, средние — М 600 — М 800, слабые — М 300 — М 600 и очень слабые — М 200. Прочность определяется проверкой набухания. в цилиндре — прочность на сжатие и износ в барабане полки, имитирующем каменный износ при дорожных работах;
  4. Морозостойкость — важный показатель качества камня, который характеризуется количеством циклов замораживания-оттаивания или циклов сушки в растворе сульфата натрия.По морозостойкости различают такие марки: F15, F25, F50 ,, F300, F в строительстве использует марки Продукт F300 и F400;
  5. Радиоактивность — Обязательная характеристика, показывающая безопасность и применимость строительных материалов для жилищного строительства. Для строительства домов используется высокопрочный щебень I класса радиоактивности, то есть эффективная активность радионуклидов в составе камня (AEF) не превышает 370 BC / кг. Для строительства дорог в черте города сырье II класса радиоактивности, с ЧАЭ не более 740 БК / кг;
  6. Каменная порода или состав — Также важный показатель качества. Наиболее прочным и качественным является гранитно-гравийный щебень, также цитируется известняковый материал, иногда шлаковый и вторичный гравий. Дробленый вторичный бетон — это продукт измельчения и измельчения строительного мусора.

Важно! Щебень для бетона по ГОСТ 8267-93 должен иметь фракцию 3-8 или 5-20 для производства углепластика и железобетонных изделий, фракцию 20-40 применяют для укладки фундаментов и подушек, а также размеры 25-60 и 40-70 используются в дорожном строительстве.Согласно ГОСТ Р 54748-2011.

Также названный строительный стандарт предполагает использование других фракций, но такая практика ограничена и встречается редко. Фракция суперметла может использоваться в очень больших объемах засыпки при строительстве крупных объектов, таких как плотины, пирсы, мосты, подошвы фундаментов.

Разделители используются для изготовления бетонных растворов, в том числе изделий, железобетонных изделий, стяжек, фундаментов, плит перекрытий и колонн, несущих элементов и монолитных конструкций.

Также этот материал используется при производстве дорожных работ при приготовлении щебеночно-мастичного асфальтобетона, изготовлении подушек и дренажных катушек под рельсы, а также для других строительных работ на указанных территориях.

Виды и характеристики

Есть разные сорта щебня ().

В строительстве и производстве используют следующие из них:

  • Гранит . Его получают путем разработки и дробления гранитных пород и мерзлых магм, имеющих прочную и высокопрочную (М 800 — м 1600) с низким выщелачиванием, высокой морозостойкостью и I классом радиоактивности.Считается лучшим заполнителем для бетона высоких марок;
  • Гравина . Его добывают просеиванием карьерных пород и дроблением каменных горных пород, получая взрыв фракцией 5-40 мм. Существенно уступает граниту, однако имеет низкий радиоактивный фон и дешевле. Широко применяется в строительстве, производстве бетонных и дорожных работ;
  • Известняк . Производятся путем дробления осадочных пород, состоящих из известняка и кальцита, с получением высококачественного камня, также используемого в строительстве и производстве наряду с гранитным и гравийным сырьем, а также для устройства дренажных оснований;
  • Шлак .Они измельчают отвалы и расплавы шлаков, а также пористые шлаки с большой газонасыщенностью (пенобетон). Используется при строительстве и производстве ходовых, дорожных работ и работ по благоустройству территорий как подтип до асфальта и бетона как более дешевого продукта;
  • Вторичная . Цена на гранит и гравий вызывает вопрос: «Как заменить щебень в бетоне?» И ответом стала переработка бетона в щебень, а также измельчение строительного мусора — кирпича, бетона, асфальта и т. Д.Материал позволяет снизить производство раствора примерно на четверть.

Важно! В частном строительстве чаще всего используют сырье из гранита и щебня, но иногда вторичный материал производят своими руками путем дробления перфораторами и забивания некачественного кирпича, строительного мусора и демонтажа изделий стяжки или стен.

В некоторых случаях инструкция не подразумевает использование гранита и гравия, так как их чрезмерная прочность затрудняет разработку изделий.Это актуально для полов с последующей шлифовкой стяжки, когда требуется нарезка железобетонных алмазных кругов или алмазное сверление отверстий в бетоне. Для этих процедур подойдет известняковый щебень.

Выход

Щебень — важный и широко используемый строительный материал, незаменимый при производстве бетонных растворов, железобетонных изделий, дорожных работах, устройстве подушек, дренажных отводов и озеленении территорий ().

Видео в этой статье поможет вам больше узнать об этом материале.

Гранитный, известняковый или гравийный щебень — незаменимый компонент бетонных растворов, от которого зависит марка строительного материала и, соответственно, прочность и долговечность бетонной конструкции или бетонного изделия.

Щебень для приготовления бетонного раствора

Как уже было сказано, прочность щебня определяет прочность конечного продукта. Другими словами, прочность фундамента, плит перекрытия, колонн или другой конструкции не может быть выше прочности заполнителя.

В связи с этим, прежде чем рассматривать вопрос, какая фракция щебня нужна для бетона, стоит провести зависимость наиболее популярных марок тяжелого бетона от марки мусора:

Щебень Бетон (марка)
1200 М400-500
1000 М300
800 М200
600 M100

Цифры, указанные в марках щебня и бетона, представляют собой усредненную прочность на разрыв в кг / см2.Как следует из приведенных данных, например, используя в качестве наполнителя щебень марки М800, невозможно получить бетон с прочностью 400-500 кг / см2.

Принцип выбора размеров фракции щебня

Для обеспечения заданной марки (прочности) бетона недопустимо использование щебня с одинаковыми размерами фракций. Это приведет к тому, что объем конструкций будет заполнен неравномерным, большим количеством пустот. Это снижает предел прочности на разрыв, сжатие и нарезание резьбы.

Что касается оптимальных размеров гранул, для заполнения ответственных конструкций (фундаменты, колонны, плиты перекрытия) рекомендуется использовать смесь щебня стандартных «зерен» — 5-10 мм и 10-20 мм.

Стоит несколько дороже, но на выходе прочный, читабельный дизайн. Для засыпки малоактивных (малонагруженных конструкций): оттосток, садовых дорожек и т. Д. Разрешается использовать щебень любой фракции, в том числе недорогой гранитный отсев, битый кирпич, стильный шлак и другие «каменные» отходы.

Следует также обратить внимание на характеристику конфигурации отдельных гранул щебня, так называемого яичка. Бешечий характеризует плоскостность элементов.

Применение щебня с высокой степенью яичек приводит к увеличению расхода цемента и соответствующему удорожанию строительства. Кроме того, такой бетон сложно уплотнять. В связи с этим щебень со значительным количеством «барашковых» гранул не рекомендуется для строительства взорванных фундаментов.В то же время это отличный материал для возведения сцены, дорожек и других бетонных площадок.

  • Если вы ограничены в выборе фракции мусора — ориентируйтесь на гранитный материал с размерами гранул от 5 до 20 мм. Бетонные решения на его основе можно назвать «универсальными», поэтому с их помощью можно возводить все типы бетонных конструкций и изделий: цоколи, фундаменты, плиты перекрытия, сцены, колонны и т. Д.
  • Если принято решение о повышении плотности бетона за счет введения в него щебня с мелкой фракцией, учтите, что в этом случае существенно увеличивается расход цемента.Это приведет к значительному удорожанию строительства. Как известно, цемент — самый дорогой компонент бетона.

В статье рассматривается вопрос оптимального размера гранул щебня для конструкций, заполненных наиболее распространенным универсальным строительным материалом — тяжелым бетоном. Для бетона из других типов бетона (асфальтобетон, пелитобетон, силикатный бетон, башмак и другие породы) рекомендуемые размеры заполнителя будут другими.

Создание ценной фракции железного лома из вторичной переработки щебня

Компания Goudsmit Magnetics of Waalre разработала постоянный легкий неодимовый магнит на ремне новой конструкции.

Это было сделано по просьбе нашего клиента Кока Лексмонда, который занимается переработкой щебня. Требовалось сделать фракцию щебня максимально свободной от железа за один прием.

Производительность

В основном это касается кусков железобетонной арматуры.Магнит должен иметь очень глубокое и сильное магнитное поле, чтобы не отставать от значительной обрабатывающей способности. Переделанная рамка стала шире, поэтому железка дольше остается под магнитом. При разработке этого типа магнитного ремня компания поставила перед собой цель минимизировать рассеяние и, как следствие, ухудшение генерируемого магнитного поля. Это приводит к максимальному обезжелезиванию. Такие магниты создают чистую фракцию ценного железного лома. Оптимальная работа магнита зависит от различных факторов, таких как ширина ремня, высота установки, плотность, возможность замены, возможность регулировки и снижение веса — аспекты, которые также важны, когда речь идет об обслуживании и техническом обслуживании.

Постоянные электромагнитные ремни безопасности

Постоянные и электромагнитные ремни-магниты устанавливаются над конвейерной лентой и отделяют частицы железа от потока материала, проходящего ниже. Goudsmit производит исключительно двухполюсные и трехполюсные ремни-магниты. Они создают большой градиент, что означает, что конфигурация магнита оказывает еще большее тянущее усилие на кусок железа. В большинстве случаев постоянный магнит является как технически, так и экономически выгодным выбором.Этот тип магнита экономит электроэнергию и, следовательно, оказывает меньшее воздействие на окружающую среду. Электромагнитный ленточный магнит часто тяжелее, а иногда и мощнее, чем постоянный магнит, и больше подходит для удаления очень крупных фракций. Его также можно выключить, что упрощает очистку. На этой анимации показано, как работает магнит на ремне.

Эта статья опубликована

.

Goudsmit Magnetic Systems, Goudsmit Magnetic Supplies и Goudsmit Magnetic Design являются дочерними компаниями международной группы Goudsmit Magnetics.Компания Goudsmit, основанная в 1959 году, имеет более чем 55-летний опыт работы в бизнесе и в настоящее время является одним из ведущих мировых производителей магнитов. Разработка и проектирование магнитных систем проходит на заводе …

Макропористость и плотность зерен астероида из груды щебня (162173) Ryugu — Grott — 2020 — Journal of Geophysical Research: Planets

1 Введение

По прибытии космического корабля Hayabusa2 астероид С-комплекса (162173) Рюгу оказался грудой обломков в форме вращающегося волчка (Watanabe et al. , 2019) со спектром типа Cb и очень низким альбедо около 0,045, что соответствует термически метаморфизованным метеоритам CM / CI (Sugita et al., 2019). Наблюдения также показывают, что присутствует слабое поглощение 2,7 мкм, что позволяет предположить, что на поверхности существует небольшое количество гидратированных минералов (Kitazato et al., 2019). Кроме того, было обнаружено, что на поверхности преобладают глыбы и валуны (Michikami et al., 2019; Sugita et al., 2019), а 50% поверхности покрыто валунами диаметром более 0,5 м.Объемная плотность 1190 ± 20 кг м −3 была определена с использованием модели формы SFM20180804 (Watanabe et al., 2019), которая позволила оценить пористость астероидов. Предполагая типичную плотность зерен для углеродистых хондритов (Britt & Consolmagno, 2001; Flynn et al., 2018; Macke et al., 2011), были получены оценки объемной пористости, близкие к 50% (Watanabe et al., 2019), что соответствует с оценками объемной пористости астероидов С-комплекса.

Объемная пористость внутри астероидов кучи щебня может быть разделена на два вклада: первый связан с внутренней пористостью горных пород и валунов и называется микропористостью, а второй вклад относится к пустотам между частицами и называется макропористостью (Britt et al. al., 2002). Последнее напрямую связано с геометрическим расположением составляющих блоков, также известным как состояние упаковки, которое качественно описывает расположение частиц и может варьироваться между случайной рыхлой и случайной плотной упаковкой. Макропористость средних астероидов С-комплекса оценивается в 25–30% (Britt et al., 2002), что в целом согласуется с численными моделями повторной сборки блоков после катастрофического разрушения, в результате чего макропористость составляет 20% — 40% (Wilson et al., 1999). Однако моделирование страдает от нереалистично больших нижних размеров отсечки для рассматриваемой популяции валунов, так что астероиды из груды обломков могут по-прежнему иметь более низкую макропористость.

Здесь мы исследуем макропористость астероида Рюгу, используя полуэмпирические модели пористости многокомпонентных смесей несферических, связанных частиц (Zou et al., 2011). Такие модели предсказывают макропористость гранулированного материала с учетом размера частиц, а также распределения форм частиц, применяя линейное перемешивание и используя концепцию управления смесями (А.B. Yu & Standish, 1991) для расчета состояния упаковки. В общем, смеси полидисперсных частиц могут иметь макропористость, которая значительно меньше канонической ∼36% для случайной плотной упаковки или ∼42% для случайной рыхлой упаковки сферических моноразмерных частиц (Скотт, 1960) и значений до 10 % может быть достигнуто (Dullien, 1991).

В бинарных смесях способ взаимодействия частиц зависит от их соотношения размеров, которое здесь определяется как отношение диаметров соответствующих частиц к объему.Если это соотношение меньше 0,154 (Graton & Fraser, 1935), мелкие частицы не будут влиять на состояние упаковки и просто заполнят промежутки между более крупными. В отличие от этого разделения частиц, частицы одинакового размера будут смешиваться, создавая новую структуру упаковки (также см. A. Yu & Zou (1998) для обсуждения эффектов смешивания и размешивания). Применяя эти концепции к полидисперсным смесям, расслоение частиц будет происходить как для очень маленьких, так и для очень больших частиц, поскольку более мелкие частицы начинают заполнять промежутки, а более крупные частицы полностью заполняют некоторые области твердым материалом.Компонент, контролирующий пористость смеси, определяется частицами среднего размера, которые не изменяют свое состояние упаковки при добавлении несмешивающихся компонентов (A. Yu & Zou, 1998). Иллюстрация смешивания и размешивания частиц показана на рисунке 1. Полуэмпирические модели A. Yu & Zou (1998) и Zou et al. (2011) и может применяться к смесям частиц в состояниях рыхлой и плотной упаковки. Было показано, что они воспроизводят пористость смесей, созданных с использованием метода воронки, при котором частицы аккуратно выливаются в контейнер, а также пористость смесей, многократно удаляемых для достижения максимального уплотнения.

Вверху слева: иллюстрация разделения частиц для частиц с сильно различающимися диаметрами. Когда мелкие частицы добавляются к системе более крупных частиц, более крупные частицы сопротивляются вытеснению, и состояние упаковки не изменяется. Аналогичный эффект наблюдается при добавлении очень крупных частиц. Внизу слева: иллюстрация смешивания частиц с аналогичными диаметрами. По мере добавления в систему частиц одинакового размера частицы могут перемещаться, изменяя, таким образом, состояние упаковки.Справа: двумерная иллюстрация структуры случайной упаковки сильно полидисперсных сфер. По сравнению с монодисперсными конфигурациями пористость уменьшается за счет заполнения пустот. Макропористость относится к пористости, создаваемой пустотами между частицами, в то время как микропористость вызывается пустотами и трещинами, образовавшимися внутри отдельных частиц. Рисунок адаптирован из Yu and Zou (1998).

Важно отметить, что упаковка определяется взаимодействием присутствующих зерен разных размеров, и рассмотрение только отдельных размеров зерен может ввести в заблуждение. Например, в то время как добавление одного большого блока к смеси может уменьшить пористость за счет вытеснения более мелких частиц и заполнения пустот, добавление множества больших блоков может увеличить пористость за счет создания больших пустот. Точно так же добавление некоторых мелких частиц может уменьшить пористость, в то время как многие мелкие частицы могут создавать большое количество мелких пустот, снова увеличивая пористость. Следовательно, пористость, достигаемая в конечном итоге смесью, зависит от деталей частотно-временного распределения (SFD) присутствующих частиц.

Чтобы применить теорию многокомпонентных смесей, необходимо знать распределение валунов по размеру и форме. Здесь мы используем распределение валунов по размеру и форме, определенное Michikami et al. (2019), которые расширяют анализ в Sugita et al. (2019) с использованием изображений с оптической навигационной камеры Hayabusa2 (Kameda et al., 2017; Suzuki et al., 2018; Tatsumi et al. , 2019), которые имеют почти глобальное покрытие и были получены на высотах от 20 км до 6,5 км.Они имеют пространственное разрешение до 0,65 м / пиксель, а глобальные подсчеты были выполнены для валунов диаметром> 2 м и пределом полноты 5 м. Кроме того, более мелкие валуны, булыжники и галька размером 0,02–9,1 м были изучены с использованием крупных планов участков отбора проб, на которых были получены изображения, сделанные на высотах от 67 до 620 м с разрешением до <0,01 м / пиксель. доступно (Michikami et al., 2019). В целом, частотно-размерные и формальные распределения были определены в диапазоне размеров 0,02–140 м.

Применяя модель многокомпонентного смешения к распределению валунов по размерам, наблюдаемому на поверхности, мы предполагаем, что такое же распределение сохраняется и внутри. Это предположение подтверждается лабораторными экспериментами по разрушению монолитов (Michikami et al., 2016), которые предполагают, что валуны на таких телах, как Итокава, Бенну и Рюгу, являются реликтами прямого образования этих астероидов путем гравитационного накопления после разрушения. своих родительских тел (Michel et al., 2020; Michel & Richardson, 2013), а не в результате ударных событий после завершения формирования. Удары могут изменить распределение по размерам за счет образования более мелких частиц после завершения повторной аккреции, но важность этого процесса может быть ограничена. Это происходит из-за так называемого эффекта брони (Sugita et al., 2019), из-за которого большая часть энергии удара теряется при контакте снаряда с первым большим валуном, в результате чего образуется лишь несколько фрагментов. Другой механизм, который может быть ответственным за разницу между SFD, наблюдаемыми на поверхности и присутствующими внутри, — это сейсмические сотрясения, а эффект бразильского ореха может привести к чрезмерному представлению больших валунов на поверхности (Maurel et al., 2017; Tancredi et al., 2015). Однако сейсмическая эффективность ударов в гранулированном материале кажется низкой (Nishiyama et al., 2020; Yasui et al., 2019), поэтому модификации поверхности, вероятно, локализованы. Тем не менее, сейсмические сотрясения могут повлиять на глобальный валунный ЮФО в геологических масштабах времени. Наконец, было высказано мнение, что сортировка по размеру частиц может происходить во время повторного образования кучи щебня, когда сначала срастаются более крупные блоки и, следовательно, в центре (Britt & Consolmagno, 2001).Эти предостережения необходимо учитывать при интерпретации результатов, представленных ниже.

Вторым важным входным параметром для модели многокомпонентного смешения является состояние упаковки материала, которое может варьироваться от случайной рыхлой упаковки до случайной плотной упаковки. В целом мало что известно о состоянии упаковки астероидов груды щебня после реаккреции, которое зависит от многих параметров, таких как распределение углового момента в системе реаккреции, а также распределение по размерам и форма реаккрецирующихся фрагментов.Хотя эксперименты со ударами показывают, что могут образовываться раздробленные удлиненные частицы с большими отклонениями от сферической формы (Durda et al. , 2015; Michikami et al., 2016; Nakamura & Fujiwara, 1991), результаты экспериментов по разрушению должны интерпретироваться с учетом осторожность, так как высокие скорости деформации, наложенные во время эксперимента, не могут быть репрезентативными для разрушения более крупных блоков. Кроме того, длительные сейсмические сотрясения могут привести к уменьшению порового пространства. Учитывая эти неизвестные, мы будем систематически изменять состояние упаковки в приведенном ниже анализе.

Далее мы сначала познакомимся с теорией определения макропористости астероидов на основе наблюдаемых распределений размеров и формы для скал и валунов. Затем мы выведем простое уравнение, связывающее плотность зерна с макро- и микропористостью. Затем результаты расчета макропористости и соответствующие погрешности будут использоваться для оценки плотности зерен составляющего материала Рюгу с учетом оценок микропористости валунов (Grott et al., 2019; Hamm et al., 2020; Окада и др. , 2020). Наконец, будут обсуждены результаты, предположения и последствия.

2 метода

2.1 Распределение частиц по размерам и форме

Чтобы оценить макропористость Рюгу, необходимо знать распределение составляющих валунов по размеру и форме. Они были определены тем, кто соответствовал данным размер-частота, используя степенные законы. Были получены показатели степенного закона от 1,65 до 2,65, при этом 2,65 являются наилучшим подходом для глобального набора данных.Кроме того, частицы обычно имеют удлиненную форму, а соотношение осей валунов> 2 м в среднем близко к 0,7. СФД валунов на малых телах лучше описывать распределением Вейбулла, чем степенным законом (Schröder et al., 2020), и мы использовали кумулятивное распределение Вейбулла (Розина-Раммлера) (Brown & Wohletz, 1995; Rosin, 1933; Weibull, 1951; Wingo, 1989), чтобы представить данные, предоставленные Michikami et al. (2019). Совокупный SFD N ( D ) тогда определяется как (1) где D — средний горизонтальный диаметр, и мы определили параметры подгонки β = 0. 09495, λ = 33,78 м и N T = 5,28 × 10 14 км −2 методом взвешенных наименьших квадратов в качестве практического средства для получения хорошего представления данных. Результирующее распределение N ( D ) показано вместе с неопределенностью данных на рисунке 2, где неопределенность включает неопределенность Пуассона, а также неопределенность диаметров частиц, вносимую ограниченным разрешением изображения. Стоит отметить, что представление данных с использованием единого степенного закона для всего диапазона размеров не дает адекватного представления данных.

Слева: Кумулятивно-частотное распределение частиц (SFD), полученное для Ryugu Michikami et al. (2019). Подгонка Вейбулла к данным (черный) показана вместе со степенным законом с показателем p = 2,65 (красный). Справа: Распределение кумулятивной объемной доли для СФО в левой части рисунка.

Учитывая SFD N ( D ), определенный на основе подсчета валунов на поверхности, нормализованное распределение кумулятивного объема V ( D ) можно рассчитать путем численного интегрирования. Это дается (2) где N tot — общее количество частиц, подсчитанных на единицу площади, D min и D max — минимальный и максимальный размеры частиц гранулометрического состава N ( D ), соответственно, и c (m -1 ) — коэффициент нормализации, выбранный таким образом, что V ( D max ) = 1. В дополнение к распределению Вейбулла, согласованному с данными, представленными уравнением 1, мы также рассмотрим простой степенной закон для систематического изучения влияния степени p степенного закона распределения частиц по размерам на полученные результаты.Тогда распределение можно выразить как (3) где p = 2,65 представляет собой наилучшее соответствие глобальному набору данных (Michikami et al., 2019). Для степенного закона, определяемого уравнением 3, уравнение 2 может быть интегрировано аналитически, и тогда распределение объема по размерам определяется выражением (4) для D мин. D D макс. . Для D D макс , V ( D ) = 1, тогда как для D D мин , V ( D ) = 0.

Michikami et al. (2019) дают форму валунов с точки зрения максимальных размеров в трех взаимно ортогональных плоскостях ( a b c ). Здесь мы в первую очередь рассматриваем соотношение горизонтальной оси b / a , причем a является максимальным, а b — промежуточным размером. Как сообщает Michikami et al. (2019), форма частиц на Рюгу, по-видимому, в значительной степени не зависит от географической долготы, тогда как некоторая зависимость от широты может указывать на миграцию валунов.Тем не менее, среднее значение b / a слабо зависит от размера и близко к 0,7.

В общем, сферичность частицы определяется как отношение площади поверхности сферы (с тем же объемом, что и частица) к площади поверхности частицы (Wadell, 1932). Однако на практике это трудно оценить, и обычно применяются упрощения Крамбейна (1941) или Райли (1941). Работая с двумерными данными (изображения), мы определяем сферичность Ψ как (5) где D i — диаметр наибольшего вписанного круга, а D c — диаметр наименьшего описывающего круга для данной частицы (Riley, 1941).Используя уравнение 5, полученный затем параметр формы b / a переводится в среднюю сферичность Ψ = 0,83. Кроме того, Michikami et al. (2019) также оценили третью ось, c / a , из 121 произвольно выбранных валунов. Среднее отношение осей c / a оказалось равным 0,44, а сферичность параллелепипеда с отношениями осей a : b : c 1: 0,71: 0,44 составляет 0,796. С другой стороны, сферичность трехосного эллипсоида с таким же соотношением осей равна 0.913. Следовательно, сферичность зависит не только от соотношения осей, но и от формы частиц, и мы будем использовать Ψ = 0,85 ± 0,06 как среднюю сферичность, а не среднюю сферичность, полученную из данных формы в Michikami et al. (2019) при расчете межчастичных сил и начальной пористости ниже.

2.2 Макропористость

Макропористость Ryugu может быть рассчитана на основе объемного SFD (уравнение 2) в предположении линейных моделей смешения (A. Yu & Zou, 1998; Zou et al., 2011). В теории смешения макропористость, достигаемая для данного распределения по размерам, будет функцией объемных долей X i , начальной пористости ϕ i , а также номинального эквивалентного объемного диаметра d. i частиц в каждом бункере. Последний представляет собой диаметр сферы, эквивалентной объему. Кроме того, i = 1,…, n — количество используемых интервалов размера и d 1 > d 2 >… d n для удобства.Тогда макропористость ϕ Macro может быть выражена как (6)

Обратите внимание, что эквивалентный объемный диаметр d i частиц не является строго идентичным среднему горизонтальному диаметру, как определено Michikami et al. (2019), но поскольку наблюдаемые соотношения осей валунов на Рюгу изменяются лишь незначительно в зависимости от горизонтального диаметра, коэффициент формы, связывающий горизонтальный диаметр с диаметром эквивалентного объема d i , близок к постоянному.Таким образом, его можно исключить для модели смешивания, представленной ниже, и оно оказывает незначительное влияние на число Бонда.

Вышеупомянутая формулировка верна, если сферичность частицы не зависит от размера частицы, что является предположением, сделанным в нижеследующем. Тем не менее, отметим для полноты, что используемый здесь метод оценки макропористости может быть обобщен для произвольных соотношений сферичность-размер Ψ ( d ) путем введения эквивалентного диаметра упаковки d p , который затем учитывает форму частиц эффекты, то есть смешивание частиц, которые имеют разную сферичность при разных размерах.Затем эквивалентный объемный диаметр d в уравнении 6 необходимо заменить эквивалентным диаметром насадки d p , который связан с наблюдаемым эквивалентным объемным диаметром d через сферичность Ψ ( d ) по (A. Yu & Zou, 1998) эмпирическим соотношением (7) Безразмерный удельный объем, описывающий состояние упаковки для каждого бункера, определяется как (Zou et al., 2011) (8) и макропористость, в конечном итоге достигаемая смесью, будет определяться взаимодействием всех частиц разного размера.Однако будет один бункер среднего размера и , который контролирует структуру упаковки (см. A. Yu & Zou (1998), также сравните Рисунок 1). Хотя размер бункера номер и регулирующего компонента неизвестен априори, удельный объем конкретной упаковки, как правило, можно выразить как (9) где мелкие частицы имеют индексы j = 1… i — 1, а большие частицы имеют индексы j = i + 1… n .К функциям относятся функции f ( d i , d j ) и g ( d i , d j) как функции взаимодействия между компонентами i и j и были получены экспериментально (A. Yu et al., 1997; Zou et al., 2011). Они даны (10) (11) и зависят от соотношения размеров эквивалентных диаметров упаковки r ij между мелкими и крупными частицами двух компонентов.Параметры r ij можно выразить как (Zou et al., 2011) (12) где R ij = d j / d i — отношение малых размеров к большим, а i j . Эмпирический параметр k составляет 0,451 (Zou & Yu, 1996), а x ij зависит от типа взаимодействия частица-частица (Zou et al., 2011). Это дается (13)

В приведенном выше уравнении критический диаметр частицы d cri разделяет мелкие и крупные частицы, то есть это диаметр частицы, ниже которого сцепление между частицами начинает влиять на взаимодействие частиц. В условиях земной гравитации d cri близко к 150 мкм (Zou et al., 2011), но в условиях микрогравитации сцепление может иметь значение даже для валунов дециметровых размеров (Kiuchi & Nakamura, 2015; Scheeres et al. ., 2010; Zou et al., 2011). Здесь мы определяем критический диаметр на основе числа Бонда B , то есть отношения между межчастичными силами и весом частицы (Scheeres et al., 2010).

Мы определяем число Бонда, принимая коэффициент чистоты, равный единице, и расстояние между частицами 1,5 × 10 −10 м (Scheeres et al., 2010). Кроме того, мы вычисляем силу сцепления для частиц одинакового размера и включаем эффекты сферичности частицы Ψ и округлости Ω (Powers, 1953), добавляя их как мультипликативные коэффициенты (Wood, 2020).Номер Облигации тогда определяется как (14) где d — диаметр частицы, г = 0,9825 × 10 −4 мс −2 — усредненная по объему сила тяжести Рюгу (Ямамото и др. , 2020), а A = 4,1 × 10 −20 Дж — константа Гамакера для оливина в высоком вакууме (Perko et al., 2001). Хотя оливин, безусловно, не самый распространенный минерал в углеродистом материале, мы считаем его константу Гамакера более подходящим выбором, чем, например, широко используемая константа Гамакера для аморфного SiO 2 .В любом случае постоянную Гамакера следует рассматривать как весьма неопределенную. Это также означает, что точный выбор таких параметров, как плотность валунов, сферичность и округлость, мало влияет на результаты, представленные ниже. Мы выбрали насыпную плотность валуна ρ = 1420 кг м −3 , чтобы соответствовать макропористости 16% и насыпной плотности 1,190 кг м −3 (Watanabe et al., 2019) для консистенции, где ρ определяли с использованием итеративный подход. Кроме того, мы выбираем округлость частицы Ω равной 0.24, что подходит для частиц от угловой до субугловой (Пауэрс, 1953).

Результирующее число Бонда для параметров, подходящих для Рюгу, показано на рисунке 3 как функция диаметра частицы. Критический диаметр d cri , соответствующий критическому числу Бонда B cri = 0,1, обозначен синим цветом и был рассчитан с использованием уравнения 14. Мы используем B cri = 0,1 в качестве базового значения, что То есть, мы предполагаем, что когезия начинает оказывать заметное влияние на пористость, когда межчастичные силы превышают 10% веса частицы.Для Рюгу, B cri = 0,1 соответствует d cri = 0,52 м, но также будет обсуждаться влияние изменения B cri в большом диапазоне.

Число связи, то есть соотношение между силами между частицами и массой частицы, как функция диаметра частицы, при условии, что параметры соответствуют Рюгу. Диаметр, соответствующий критическому числу Бонда B cri = 0.Обозначен 1.

Чтобы оценить уравнение 9, мы сначала дискретизируем диапазон размеров между D мин. = 0,02 м и D макс. = 140 м на бревно ( D макс. / D мин. ) / log ( q ) логарифмических интервалов. Мы используем коэффициент размера q = 1,05 от одного бина к следующему, в результате чего всего 182 бина размера, что оказалось достаточно.Объемные доли X i в ячейке каждого размера были рассчитаны в соответствии с законом Вейбулла или степенным законом представления СФД по мере необходимости. Кроме того, необходимо указать начальные удельные объемы V i и, следовательно, начальную пористость ϕ i . В то время как начальная пористость крупных моноразмерных сферических частиц обычно варьируется от 0,42 для неплотной случайной упаковки до 0,36 для плотной случайной упаковки (Scott, 1960), силы сцепления между мелкими частицами могут значительно увеличить пористость (Kiuchi & Nakamura, 2015; Scheeres et al., 2010). Мы используем эмпирическое соотношение (Kiuchi & Nakamura, 2015) (15) для определения начальной пористости, где ϕ 0 — пористость несвязанных частиц, описывающая состояние упаковки. Обратите внимание, что здесь мы неявно предполагаем начальную пористость как подходящую для сферических частиц, а что касается соответствующего диапазона наблюдаемых сферичностей, влияние отклонений от идеальной сферической формы на начальную пористость незначительно (Zou & Yu, 1996).Форма частицы входит только в уравнение 15 в номере Бонда B ( d i ), и это вторичный эффект в анализе, представленном для Рюгу ниже. Константы α = 2,414 и γ = 0,1985 были получены на основе новой аппроксимации данных Kiuchi and Nakamura (2015). Наконец, удельный объем, занимаемый смесью, получается путем расчета максимума всех удельных объемов для различных размеров контролируемой смеси и (16)

Макропористость смеси тогда определяется как ϕ Macro = 1 — 1/ V .

Таким образом, необходимо выполнить следующие шаги для определения макропористости гранулированной смеси с использованием модели, приведенной выше: Во-первых, объемные доли в ячейках индивидуального размера должны быть рассчитаны на основе заданного SFD (уравнения 8 и 9). Затем необходимо определить начальную пористость в каждой ячейке размера. В первую очередь это будет зависеть от состояния упаковки. Кроме того, это также зависит от округлости и формы частиц, которые влияют на когезию (уравнения 14 и 15), а также от геометрических свойств упаковки (здесь не рассматриваются).Наконец, макропористость определяется путем изучения всех возможных взаимодействий частиц (уравнение 16).

2,3 Средняя плотность зерна

Хотя основной целью данной статьи является определение макропористости астероида Рюгу из груды щебня, можно получить дополнительную информацию о средней плотности зерен астероида. Поскольку макропористость ϕ Macro , микропористость ϕ Micro и насыпная плотность ρ Bulk связаны соотношением (17) информацию о плотности зерна ρ Grain можно извлечь из (18)

Уравнение 18 требует, чтобы были известны макропористость, микропористость и насыпная плотность. Хотя объемная плотность Рюгу была оценена в 1190 ± 20 кг м −3 (Watanabe et al., 2019), микропористость валунов в настоящее время не может быть однозначно ограничена из-за трудностей, связанных с экстраполяцией теплопроводности метеоритов на пористость в превышение 20% (Grott et al., 2019; Macke et al., 2011). Однако модели конечных членов (Flynn et al., 2018; Henke et al., 2016) предполагают микропористость ϕ Micro либо 32% ± 2%, либо 50% ± 2% для темных и неровных валунов Рюгу (Hamm et al. ., 2020), которые составляют подавляющее большинство всех валунов, наблюдаемых на поверхности (Okada et al., 2020; Sugita et al., 2019). Мы будем использовать моделирование методом Монте-Карло, чтобы распространить эти неопределенности на определение плотности зерен Рюгу, одновременно принимая во внимание неопределенность, связанную с макропористостью Рюгу, выведенную из теории линейного перемешивания (раздел 2.2).

3 Результаты

Учитывая параметризацию SFD (уравнение 1) для валунов, наблюдаемых на поверхности Рюгу, и предполагая, что это распределение также применимо к внутренней части, мы сначала вычислили соответствующее частотное распределение объема, используя уравнение 2. Учитывая округлость Ω, постоянную Гамакера A , насыпную плотность частиц ρ и среднюю объемную плотность г (см. Уравнение 14), затем мы изменили начальную пористость ϕ i в каждом бункере размера (уравнение 15), используя Распределение Гаусса для ϕ 0 сосредоточено около 39,5% со стандартным отклонением 3%. Кроме того, сферичность частиц варьировалась с использованием гауссова распределения с центром около 0,85 со стандартным отклонением 0,06, и 10 6 отрисовок из этих распределений были использованы в моделировании Монте-Карло для расчета результирующей макропористости в соответствии с уравнением 16.

Результаты расчета показаны на левой панели рисунка 4, где показана гистограмма полученных макропористостей ϕ M . Диапазон макропористости, полученный в расчетах, составляет ϕM = 16,2% ± 2,6% (1-сигма), что значительно меньше пористости монодисперсных насадок. Это неудивительно, учитывая широкое распределение частиц по размерам, наблюдаемое на поверхности Рюгу.

Слева: гистограмма макропористости ϕ M , полученная с использованием моделирования Монте-Карло.Справа: плотности зерна рюгу, полученные из второго набора расчетов Монте-Карло (подробности см. В тексте). Два различных распределения являются результатом неопределенности микропористости валунов Рюгу (Grott et al., 2019; Hamm et al., 2020), и были приняты две модели конечных членов для микропористости.

Учитывая диапазон макропористости, полученный выше, а также оценки микропористости валунов, полученные на основе измерений тепловой инерции in situ (Grott et al., 2017, 2019; Hamm et al., 2020), мы рассчитали диапазон плотностей зерен, совместимый с наблюдаемой объемной пористостью Ryugu (Watanabe et al., 2019), используя уравнения 17 и 18. Мы применили две модели конечных членов для микропористости ϕ Micro : для первой модели (Flynn et al., 2018) мы используем ϕ Micro = 50% ± 2%, а для второй модели (Henke et al. , 2016) ϕ Micro = 32% ± 2% (Хамм и др., 2020). В проведенных 10 6 моделированиях Монте-Карло мы варьировали микропористость, используя распределение Гаусса с центром около 50% и 32% со стандартными отклонениями 2% соответственно.Кроме того, мы варьировали объемную плотность, используя распределение Гаусса с центром около 1190 кг · м −3 со стандартным отклонением 20 кг · м −3 (Watanabe et al., 2019) и макропористость, используя распределение Гаусса с центром около 16,2% с стандартное отклонение 2,6%.

Результаты расчета показаны на правой панели рисунка 4, где полученные гистограммы для плотностей зерен ρ Зерно показаны для двух моделей конечных элементов.Благодаря двум различным моделям, используемым для оценки микропористости валуна, получают два отдельных пика для распределения плотности зерен. Для модели Flynn et al. (2018), мы находим плотность зерна ρ Grain = 2848 ± 152 кг м −3 , тогда как модель Henke et al. (2016) дает ρ Зерно = 2093 ± 96 кг м −3 . Как и ожидалось, более высокая микропористость (Flynn et al., 2018) приводит к большей плотности зерен и наоборот, чтобы удовлетворить ограничение, налагаемое насыпной плотностью Рюгу.

Результаты систематического исследования влияния критического числа Бонда B CRI и размеров отсечки меньшего диаметра D мин на полученные макропористости ϕ Macro показаны на рисунке 5. Здесь СФД валунов был аппроксимирован степенным законом с показателем p , чтобы облегчить сравнение Рюгу с другими астероидами из груды обломков. Для меньших показателей степенного закона SFD мельче по сравнению с распределениями с большим p , и в результате такие распределения представляют поверхности с более высоким соотношением крупных частиц.

Слева: Макропористость ϕ Макро (пористость, вызванная пустотами между частицами) как функция степени степенного закона нижележащего частотно-размерного распределения (SFD) и критического числа Бонда B cri . Для сравнения также показаны результаты, полученные без учета когезии между частицами. Справа: Макропористость ϕ Макро как функция нижнего граничного размера D мин для трех различных степеней степенного закона p .Для справки, показатель степени для Рюгу, полученный из наблюдаемых поверхностных валунов SFD, составляет в среднем p = 2,65 (Michikami et al., 2019).

В целом, макропористость ϕ Macro , полученная с использованием вышеупомянутой теории смешения, показывает отчетливый минимум при промежуточных показателях степенного закона p , тогда как распределения, которые имеют слишком много мелких или слишком много крупных частиц, приводят к неблагоприятному перемешиванию и большему ϕ Macro .Этот минимум около p = 2,5 известен в технической литературе как парабола Фуллера и давно известен как оптимальное распределение размера упаковки для сферических частиц (Fuller & Thompson, 1907). Полученные результаты при изменении критического числа Связи показаны на левой панели рисунка 5, где критическое число Связи параметризует размер частиц, ниже которого межчастичные силы приводят к значительной когезии. Как и ожидалось, низкие критические числа Бонда, соответствующие большему вкладу когезионных частиц, приводят к большей макропористости.Однако общий эффект невелик и находится в диапазоне нескольких процентов. Таким образом, принятое выше низкое критическое число Бонда 0,1 приводит к консервативному верхнему пределу макропористости. Также стоит отметить, что результаты, полученные с использованием степенного распределения с p = 2,65, которое завышает долю мелких частиц, ниже результатов, полученных с использованием представления данных Вейбулла на 4–5%, так что результаты полученные с использованием аппроксимации глобального степенного закона, следует интерпретировать с осторожностью.Для сравнения, результаты, полученные без учета когезии, также показаны на левой панели рисунка 5, а макропористость приближается к пределу в 39,5% (сравните уравнение 15) для большого p (не показано).

Влияние изменения нижнего диаметра отсечки D мин SFD на полученную макропористость ϕ Macro показано на правой панели рисунка 5, где ϕ Macro показан как функция от D мин для трех показателей степенного закона p .В расчетах было принято критическое число Бонда B cri = 0,1. В то время как минимальная макропористость, которую можно достичь с помощью насадки, близка к постоянной для малых D мин , прогнозируемая макропористость резко возрастает для диаметров отсечки, превышающих несколько дециметров. В этом случае неблагоприятное перемешивание является результатом разреженности более мелких пород для заполнения промежутков между более крупными блоками. Эти результаты показывают, что данные изображения с сантиметровым разрешением необходимы для правильной характеристики состояния упаковки астероидов груды щебня, и что результаты, представленные выше, в значительной степени не зависят от размера отсечки D мин = 0. 02 м наложено данными изображения, доступными для Рюгу.

4 Обсуждение и выводы

В настоящем исследовании мы использовали полуэмпирические модели пористости многокомпонентных смесей для оценки макропористости астероида типа Cb (162173) Рюгу на основе наблюдаемых СФД валунов на поверхности астероида и предположения, что поверхностное распределение валунов представляет собой массивный астероид. Используя концепцию управления смесями (А.Б. Ю. и Стэндиш, 1991; А. Ю и Цзоу, 1998; Zou et al., 2011), мы оценили макропористость Рюгу как ϕ M = 16,2% ± 2,6%. Основываясь на оценках микропористости валунов, мы, кроме того, ограничили среднюю плотность зерна валунов Рюгу до ρ Зерно = 2848 ± 152 кг м −3 или ρ Зерно = 2093 ± 96 кг м −3 , в зависимости от использовалась модель микропористости.

Форма валуна может повлиять на вышеуказанную модель смешивания, изменяя межчастичное сцепление, изменяя геометрическое расположение между частицами разных размеров и изменяя начальную пористость в каждом отдельном бункере размера. При моделировании мы явно учли влияние формы на сцепление частиц, в то время как мы пренебрегли его влиянием на геометрические взаимодействия и начальную пористость. Это оправдано, потому что в случае Рюгу большинство частиц имеют отношение осей b / a , превышающее 0,5 (Michikami et al., 2019), что соответствует сферичности больше 0,7. Для таких частиц начальная пористость почти не зависит от формы и равна значению, соответствующему сферическим частицам (Zou & Yu, 1996).Также стоит отметить, что для Рюгу все вышеперечисленное является вторичными эффектами по сравнению с неизвестным состоянием упаковки, которое мы решаем, рассматривая весь диапазон, простирающийся от случайной свободной до случайной плотной упаковки.

Для случая Ryugu основным фактором, определяющим макропористость, является SFD валуна, и хотя применяемая модель учитывает когезию между частицами, пренебрежение когезией приводит лишь к небольшому изменению полученной макропористости ϕ M . Отключение когезии в модели путем принятия критического числа связей 10 5 приводит к макропористости 16,1%, что всего на 0,1% меньше, чем значение, представленное выше. Это прямое следствие малой объемной доли мелких когезионных частиц на Рюгу, что прямо следует из данного валунного ЮФО. Это также означает, что представленные здесь результаты надежны в отношении точного выбора таких параметров, как плотность валунов, округлость и сферичность, которые используются при вычислении числа Бонда.Также стоит отметить, что представление данных по степенному закону значительно переоценивает влияние когезии на макропористость по сравнению с подгонкой Вейбулла за счет переоценки объемной доли мелких частиц.

Эксперимент с кратером, проведенный небольшим переносным ударником Хаябуса2, привел к образованию кратера в режиме преобладания силы тяжести (Аракава и др., 2020), что указывает на то, что когезия частиц играла второстепенную роль в процессе образования кратера. С другой стороны, частицы диаметром 0,2 м наблюдались в небольшой стенке кратера переносимого ударного элемента, которая, согласно уравнению 14, имеет числа Связи, близкие к единице, и поэтому должны взаимодействовать когезионно. Это очевидное несоответствие разрешается тем фактом, что маленькие частицы не кажутся объемно доминирующими внутри Рюгу. На это указывает неглубокий гранулометрический состав частиц размером менее 1 м на поверхности (Michikami et al., 2019; Sugita et al., 2019) и внутри искусственного кратера (Arakawa et al., 2020, рис. S5), где распределение частиц по размерам показывает показатель степени p ∼ 2 (также сравните распределение по размерам с правой стороны на рис. 2). Таким образом, результаты эксперимента с кратером подтверждают, что когезия мало влияет на состояние упаковки Рюгу. Однако сцепление может стать значительным для астероидов из груды щебня с крутым распределением частиц по размерам, например, степенным законом с p > 3, где — в отличие от Рюгу — в смеси преобладает большая объемная доля очень мелких частиц.

Хотя полный анализ с использованием эмпирических аппроксимаций совокупного валунного SFD других малых тел здесь не проводился, результаты макропористости можно качественно сравнить, рассматривая показатели степенного закона их соответствующих распределений по размерам и принимая аналогичные пороговые значения по размеру D мин. и D макс . Первые широко используются для описания распределений по размерам в литературе, и значения p = 2.9 ± 0.3 и p = 3.52 ± 0.20 были получены для Бенну (Lauretta et al., 2019) и Itokawa (Mazrouei et al., 2014; Michikami et al., 2008, 2019) соответственно. Предполагая, что B cri = 0,1, как указано выше, они соответствуют макропористости от 10% до 38% для Bennu и 43% –52% для Itokawa. При средней плотности зерна 2600 кг м -3 , низкая насыпная плотность Бенну 1190 ± 13 кг м -3 (Lauretta et al., 2019) подразумевает объемную пористость 54%, что указывает на значительную микропористость. Для Итокавы средняя плотность зерна была оценена на основе модального содержания минералов в возвращенных образцах, и была получена плотность 3400 кг м −3 (Tsuchiyama et al., 2011, 2014). Это подразумевает объемную пористость 39% ± 6% (Abe et al., 2006; Fujiwara et al., 2006; Tsuchiyama et al., 2011), что согласуется с результатами, полученными на основе теории смешения. Для Эроса показатель степени p = 3,31 ± 0,06 (Thomas et al., 2001) подразумевает макропористость 40–45%, что больше, чем предполагаемая объемная пористость Eros.Последний оценивается в 21–33% (Wilkison et al., 2002; Yeomans et al., 2000), что указывает на то, что макропористость, полученная с использованием представленной модели смешивания, несовместима с наблюдениями. Однако, хотя Эрос представляет собой сильно изломанное тело, имеется мало свидетельств того, что оно когда-либо было катастрофически разрушено, а затем повторно скопилось в груду обломков (Wilkison et al., 2002), так что представленная здесь теория, вероятно, не может быть применена.

Результаты для Рюгу были получены при условии, что минимальный и максимальный размер частиц равен 0.02 мкм и 140 мкм, соответственно, и эти результаты являются устойчивыми в отношении отсечки при малых размерах частиц D мин . Только смещение отсечки D мин до значений больше 0,30 м оказывает заметное влияние на макропористость. Верхний обрезной размер D max был выбран, чтобы соответствовать валуну Отохимэ, который является самым большим валуном, наблюдаемым на поверхности Рюгу. Однако валуны больше, чем Отохимэ, потенциально могут находиться внутри Рюгу, что уменьшит полученную макропористость за счет заполнения пустот.Разумные верхние пределы размеров монолита составляют 200 м, как это определено из наблюдений за быстрыми ротаторами в популяции астероидов (Pravec & Harris, 2000) и порог катастрофического разрушения (Benz & Asphaug, 1999; Jutzi et al., 2010). Предполагая, что D max = 200 м, уменьшает ϕ Macro до 15%.

Одним из способов увеличения макропористости в вышеупомянутых моделях может быть увеличенная начальная пористость в каждом бункере размера, которая может быть, например, вызвана механическим сцеплением частиц из-за угловатости частиц.Для случайной рыхлой упаковки некогезионная начальная пористость может увеличиваться с ~ 42% для гладких частиц без трения до ~ 44% для очень грубых частиц (Jerkins et al., 2008; Onoda & Liniger, 1990). В рамках применяемой модели перемешивания этот эффект учитывается в выбранной начальной пористости (уравнение 15), и сдвиг применяемого гауссова распределения в выполненных расчетах методом Монте-Карло на 2% приводит к небольшому увеличению макропористости (18,0% ± 3). %. Следовательно, хотя шероховатость и сцепление частиц могут увеличивать макропористость, это, вероятно, не является значительным эффектом.

Хотя полученная макропористость может показаться относительно низкой, можно ожидать значительного уменьшения пористости случайных плотных упаковок монодисперсных сфер. Даже бинарные смеси частиц могут быть расположены в состояниях упаковки с пористостью 15-20% (A. Yu et al., 1992; AB Yu & Standish, 1991), так что не должно вызывать удивления достижение аналогичных плотностей упаковки с здесь используются широкие распределения по размерам. Тройные смеси могут достигать ϕ Macro <10% (А.B. Yu & Standish, 1991), и хотя наиболее распространенные рыхлые или компактные гранулированные материалы имеют макропористость от 30% до 50%, для полидисперсных угловатых частиц можно получить практически любую степень макропористости от 10% до 90% (Dullien, 1991). . Экспериментально в лаборатории была получена макропористость до 10% (Latham et al., 2002). Следовательно, макропористость Рюгу, полученная здесь, находится в разумных пределах, а высокая объемная пористость Рюгу является прямым следствием очень большой микропористости валунов Рюгу.

Средняя плотность зерна, полученная здесь, намного ниже, чем типичная плотность зерна обычных хондритов, которая составляет от 3520 до 3710 кг м -3 (Flynn et al. , 2018), а также ниже, чем у большинства углеродистых хондритов, которые обычно имеют плотность зерна более 3360 кг м -3 (Flynn et al., 2018). Только подклассы CM и CI показывают более низкую плотность зерен, и ρ CM, Grain = 2960 ± 40 кг · м −3 , а ρ CI, Grain = 2420 кг · m −3 (Consolmagno et al., 2008; Флинн и др., 2018; Macke et al., 2011). Метеорит озера Тагиш, несгруппированный углистый хондрит, имеет сходную плотность зерен в диапазоне от 2430 до 2840 кг м −3 (Ральченко и др., 2014). В то время как более высокая плотность зерен 2848 ± 152 кг м −3 согласуется с результатами CM и Tagish Lake, более низкие плотности 2093 ± 95 кг м −3 несовместимы с известными образцами метеоритов.

Обсуждаемые выше оценки плотности зерен показывают, что экстраполяция пористости валунов как функции теплопроводности с использованием модели Флинна и др.(2018) предпочтительнее экстраполяции с использованием модели Henke et al. (2016). Кроме того, лабораторные измерения теплопроводности (Hamm et al., 2019) с использованием симулятора метеорита Tagish Lake из Университета Токио (UTPS) Tagish Lake (Miyamoto et al., 2018) являются дополнительным свидетельством высокой микропористости валунов. Имитатор UTPS имеет плотность зерен 2813 кг м -3 и пористость 47,5%, в то время как теплопроводность, как было установлено, аналогична прочным валунам Рюгу (Hamm et al., 2019). Поэтому кажется вероятным, что пористость валунов на Рюгу находится в пределах высокого диапазона, определенного Grott et al. (2019), но необходимы дополнительные лабораторные измерения теплопроводности при высокой пористости, чтобы подтвердить эти результаты и уменьшить неопределенности. Если плотность зерна действительно составляет порядка 2850 кг м −3 , объемная пористость Рюгу оценивается в 58% (см. Уравнение 18).

Отмечается, что изображения крупным планом показали, что многие валуны на Рюгу и Бенну обладают морфологическими свойствами, соответствующими брекчированной структуре (Sugita et al. , 2019; Walsh et al., 2019). Брекчия будет иметь гораздо более крупные микропористости, чем чистые породы, что согласуется с предпочтительными здесь крупными микропористостями. Кроме того, присутствие брекчий на Рюгу и Бенну согласуется с тем фактом, что многие углеродистые хондриты и, в частности, все метеориты CM и CI, обнаруженные на Земле, известны как брекчированные (Bischoff et al., 2006). Однако еще предстоит выяснить, является ли брекчия основным механизмом, обеспечивающим микропористость, или же высокопористая структура валуна является результатом механизмов образования, действующих в родительском теле Рюгу (Neumann et al., 2014, 2015).

Если микропористость в типичных углеродсодержащих астероидах настолько высока, как предсказано здесь для Рюгу, макропористость астероидов из кучи обломков могла быть систематически завышена в прошлом (например, Consolmagno et al., 2008). Макропористость была оценена на основе измерений объемной плотности астероидов и пористости образцов метеоритов, последняя из которых могла быть занижена по сравнению со значениями для реального углеродистого материала на астероидах, полученными из измерений на месте. Consolmagno et al., 2008). Это смещение могло быть результатом фильтрации земной атмосферой, поскольку только самые сильные и плотные углеродистые метеороиды переживут попадание в атмосферу, а более слабые образцы разрушатся (Grott et al., 2017, 2019). Это может объяснить отсутствие образцов с высокой пористостью в наших коллекциях метеоритов, где на сегодняшний день наиболее пористым образцом является метеорит из озера Тагиш, пористость которого находится в диапазоне от 26% до 36% (Попова и др., 2011). Образцы, которые будут возвращены из Рюгу миссией Хаябуса-2, предоставят важную информацию по этому вопросу.

Представленные здесь результаты предполагают, что SFD, наблюдаемая на поверхности Рюгу, является репрезентативной для всего астероида, но, как обсуждалось в Разделе 1, сам процесс реаккреции, а также модификации поверхности после аккреции могут влиять на наблюдаемую SFD. Например, удары метеорита могут увеличить количество небольших валунов на поверхности, и наблюдаемый SFD будет более крутым, чем их распределение внутри. Следовательно, в представленной модели макропористость была бы завышена, поскольку внутреннее распределение приближалось к минимуму Фуллера (Fuller & Thompson, 1907).И наоборот, эффект бразильского ореха может смещать наклон поверхности SFD в сторону меньших значений, подразумевая, что макропористость была недооценена. К этому вопросу можно обратиться после определения средней плотности зерна и, возможно, микропористости возвращенных образцов, как это было сделано для Itokawa (). Затем можно определить макропористость Рюгу, исходя из измеренной объемной плотности (). Любое значительное отклонение от рассчитанного здесь значения макропористости будет указывать на неоднородное распределение размеров валунов в основном объеме астероида.

Благодарности

Патрик Мишель выражает признательность за финансовую поддержку французскому космическому агентству CNES, программе исследований и инноваций Европейского Союза Horizon 2020 в соответствии с соглашением о гранте № 870377 (проект NEO-MAPP) и Академии передового опыта: сложные системы и космос, окружающая среда, риски и устойчивость, часть IDEX JEDI Университета Лазурного берега. Сейджи Сугита благодарит за финансирование программы JSPS Core-to-Core «Международная сеть планетарных наук».”Владимир Нойман выражает признательность за поддержку Klaus Tschira Stiftung.

Финансирование в открытом доступе, организованное Projekt DEAL.

    Числовой код и данные были доступны на сайте Figshare: Grott, M. (2020) Supplementary Material for «Макропористость и плотность зерна астероида из кучи щебня (162173) Ryugu», https://doi.org/10.6084 / m9.figshare.c.4964363.v3.

    Список литературы