Що називають щебенем? Це суміш незграбних уламків каменю різної конфігурації розміром від 5 до 150 мм.
Як отримують щебінь? Щебінь отримують дробленням вивержених гірських порід, наприклад граніту, діабазу і інших щільних і водостійких осадових гірських порід (вапняку, доломіту і пісковика), а також метаморфічних порід. Найбільш придатний щебінь з твердих порід, що мають високу міцність і морозостійкість. При застосування щебеню для дорожнього будівництва до показників, які необхідно враховувати, додають стиранність і опір удару.
За межі міцності щебінь підрозділяють на марки. Щебінь повинен обов'язково складатися з однорідних за якістю уламків породи. Це дуже важлива вимога. Не можна допустити, щоб в будівництві був іспользованщебень. отриманий з уламків різних порід. Чому? Це неважко пояснити.
Припустимо, що поряд з твердим, стійким до стирання щебенем потрапить м'який або легко розмокає, який відразу розвалиться, як тільки на нього почне діяти досить велике навантаження. Уявіть собі, що в бетонній колоні, що підтримує, наприклад, дах заводського споруди, виявляться слабкими кілька щебінок, що лежать поруч. Що може статися? Колона не витримає навантаження, і вся споруда буде зруйновано. Таким чином, вкрай важливо знати можливість служби щебеню в спорудах.
Залежно від призначення щебеню до нього пред'являють ті чи інші вимоги. Так, для бетону вищих марок потрібно щебінь з міцного каменю. А ось щебінь для дорожнього будівництва крім міцності повинен володіти ще високою опірністю стиранню.
Адже дорожній камінь в числі стандартних навантажень витримує інтенсивне обливання. Це означає, що, наприклад, під залізницею окремі шматки щебінки будуть тертися один об інший. І, звичайно, чим твердіше камінь, тим менше його стирання. Ось тут необхідна гранітна щебінка, як найбільш стійка: опір раздавливанию гранітного щебеню більше 200 МПа - стирання нікчемне. Щебінка ж з осадових гірських порід, наприклад з вапняків, для залізничних колій погано підходить, так як дуже інтенсивно стирається.
Важливим фактором є форма щебінки. Зазвичай в результаті дроблення її форма наближається до куба або тетраедра. Це оптимальна форма. Гірше щебінь з зернами плоскої (лещадной) форми, так як вони легко ламаються. Таку щебінку не використовують в будівництві. Чому? Тому що необхідно, щоб окремі шматочки, складові щебінку, мали більш-менш однакові розміри по всіх трьох вимірах. Тільки тоді вона буде міцною.
У гірших сортах щебінки міститься від 10 до 25% шматочків плоскої форми. Якщо таку щебінку ввести як крупний заповнювач до складу бетону, то в процесі виготовлення вони можуть лягти паралельно один одному. В цьому випадку бетон буде мати неоднакову міцність в різних напрямках.
Мимоволі виникає таке питання. Як можуть утворитися плоскі уламки при дробленні гірської породи на щебінку? Все пояснюється анізотропією гірських порід. Якщо анізотропні, тобто мають різні властивості в різних напрямках мінерали розташовуються в гірській породі майже паралельно один одному, то утворюються плоскі уламки. Що станеться при дробленні? Напрямок тріщин в першому зерні співпаде з напрямком спайности в другому. При цьому не буде ніякої втрати енергії. Далі тріщина з одного зерна перейде без жодної затримки в інше. Здавалося б, нічого особливого в порушенні структури. Однак це позначиться на міцності властивості каменю. Прикладом впливу анізотропії на міцність каменю може служити дрібнозернистий граніт. При роздавлюванні в одному напрямку міцність дорівнювала 281 МПа, а в перпендикулярному - 257 МПа, тобто приблизно на 10% менше.
Щоб отримати однорідний щебінь. його дроблять в дробарках різних конструкцій (щекових і конусних). Процес дроблення такий. Спочатку великі брили каменю, іноді до 2 м в діаметрі, розколюють на дрібні шматки. Потім щебінь надходить на розсівання, потім знову дроблення, ще раз розсівання і знову дроблення. Розсортоване за розмірами щебінь надходить в механізовані бункери. Їх отвори розташовані над тим місцем, де буде стояти вагон. Коли поданий поїзд, вагони підводять під бункери. Натисканням кнопки відкривають бункери і завантажують вагони щебенем. Потім склад відправляють за призначенням. Весь процес виробництва і навантаження щебеню автоматизований. Виготовлений і розсортоване щебінь однорідний. Лабораторним шляхом на заводі визначають гранулометричний склад, форму і розмір зерен і його фізико-механічні властивості.
Щебінь широко застосовують в будівництві, головним чином у виробництві залізобетонних деталей, цементно-бетонних і асфальтобетонних сумішей для дорожнього будівництва.
У ряді випадків при відсутності щебеню для природного каменю будівельники використовують щебінь з штучного каменю (цегельний і шлаковий).
На закінчення розповіді про щебені наведемо ряд факторів, що стосуються дорожнього щебеню і його замінників. Відомо, що форма дрібної фракції, на яку стирається щебінь, має велике значення при дорожньо-будівельних роботах. Особливе значення має наявність таких домішок, як глинисті сланці, слюдістие породи, пісковики і мергелі, які можуть бути в щебені. Ось вони і створюють глинистий продукт, що утруднює рух по дорозі і бруднити її поверхню (а це знижує безпеку руху).