Характеристики и свойства скального грунта

Скальным грунтом называют крупнообломочный сыпучий материал, полученный из горных пород, в котором преобладают кристаллические и цементационные связи между частицами. По сути, он чем-то похож на щебень, только вот в его составе присутствуют в основном крупные частицы. В целом же скальный грунт распространен в горных регионах и тех местах, где скалистые породы расположены близко к поверхности.

Помимо «скального грунта», этот материал также называют скалой, скальником, скальной породой и некоторыми другими терминами. Образуется он либо в результате дробления горных массивов на более мелкие частицы, либо в результате процессов выветривания, то есть естественного разрушения поверхности земной коры под влиянием различных физических, химических и органических процессов (например, ветра, дождя, воздействия снега, палящего солнца, температурных перепадов, бактерий и живых организмов). К слову, таким образом получаются два вида скалы – взрывная и разборная. Подробно о них и других разновидностях материала вы можете прочитать в нашей статье Виды скального грунта.

Скальный грунт может обладать различными характеристиками. Они напрямую зависят от горной породы, из которой образовался материал, и от способа получения скалы. Свойства скального грунта в свою очередь очень сильно влияют на возможности его применения. Вот почему так важно разбираться в характеристиках материала и иметь о них хоть какое-то представление.

Далее мы опишем для вас такие свойства скального грунта как:

• Гранулометрический, или зерновой состав (фракция и однородность)
• Содержание посторонних примесей (пыли, глины, органики и мусора)
• Прочность
• Размягчаемость (коэффециент размягчаемости)
• Истираемость
• Степень выветривания (коэффициент выветрелости)
• Плотность
• Пористость
• Водопроницаемость (коэффициент фильтрации)
• Влажность (естественная влажность)
• Водопоглощение и водонасыщение (коэффициент водонасыщения)
• Растворимость в воде
• Морозостойкость
• Радиоактивность

Но перед тем, как мы начнем описание, мы бы хотели обратить ваше внимание на то, что скальный грунт, о котором мы будем говорить в этой статье, относится к:

• Дисперсным грунтам по природе структурных связей (это значит, что в нем преобладают механические, физические и физико-химические структурные связи)
• Несвязным материалам по структурам грунтов, образованными соответствующими структурными связями (то есть скала сыпучая в сухом состоянии, а ее структура определяется механическими структурными связями, такими как, например, сила трения)
• Минеральным грунтам по вещественному составу (это значит, что материал состоит из неорганических веществ или содержит менее 3% органического вещества в своем составе)
• Крупнообломочным грунтам по петрографическому или литологическому составу (то есть скала содержит в своем составе свыше 50% частиц размером более 2 мм)

Все эти термины и параметры были взяты из ГОСТ 25100-2020, который называется «Классификация грунтов». Далее они пригодятся нам при описании свойств скалы.

Гранулометрический, или зерновой состав

Гранулометрический состав материала – это такое свойство скалы, которое показывает процентное содержание в нем не связанных друг с другом (то есть дисперсных) частиц различной крупности. Этот параметр также часто называют фракционным или зерновым составом. От него напрямую зависят возможности использования скального грунта. Также гранулометрический состав важен для определения физических свойств и структуры материала.

Гранулометрический состав измеряется в процентах, выраженных по отношению к общей массе материала.

Обратите внимание, что гранулометрический состав скалы не зависит от химического или минералогического состава зерен. Значение тут имеют размеры частиц скального грунта, а также их однородность.

Размер зерен

Размер зерен в составе скалы называют фракцией. Этот параметр показывает, частицы каких размеров преобладают в составе материала. Измеряется фракция в миллиметрах и обозначается как диапазон двух чисел: первое число показывает наименьший диаметр зерен в скальном грунте, а второе число – наибольший. Так, например, «фракция скалы 0-300 мм» показывает нам, что в составе конкретно этого материала наименьшие частицы – это пыль и мелкие камни, а самые крупные достигают 30 см.

Деление любого материала по фракциям обычно происходит при помощи специальных строительных сит с разным размером отверстий. Для этого сита устанавливают друг над другом: емкости с крупными ячейками находятся сверху, а с мелкими – в самом низу. Пробу просевают и подсчитывают, сколько зерен осталось в каждой посудине. Однако для скального грунта деление по фракциям чаще всего условное и происходит «на глаз». Все дело в слишком крупных камнях скалы.

Что же касается конкретных материалов, то чаще всего в продаже можно встретить скальный грунт следующих фракций:

• 0-100 мм
• 0-200 мм
• 0-300 мм
• 0-400 мм
• 0-500 мм
• 0-600 мм
• 0-700 мм
• 0-800 мм
• 0-900 мм
• 0-1000 мм

В некоторых случаях этот список продолжается вплоть до фракции 0-1500. Такой материал называют «чемоданами» – за схожесть с ними по размеру.

Все фракции скального грунта также можно условно поделить на:

• Мелкие (0-100 и 0-200)
• Средние (0-300 и 0-400)
• Крупные (от 0-500 и выше)

Фракции скалы отличаются друг от друга возможностями использования. Так, скальный грунт мелких фракций можно брать для забутовки столбов забора, декоративных работ или приготовления бетона невысоких марок. Плюс, с этой фракцией легче всего работать. А вот скальный грунт средних или крупных фракций чаще всего берут для создания оснований и укрепления грунта под будущими постройками.

Однородность

Для изучения характеристик скального грунта важно не только знать размер его зерен, но и понимать, насколько материал однородный.

Такое свойство как однородность показывает одинаковость всех зерен скалы по размерам. Этот параметр характеризуется степенью, или коэффициентом неоднородности. Обозначается он «Cu», измеряется в единицах (ед.) и вычисляется в лаборатории после специальных исследований.

Для того, чтобы определить однородность, в скальном грунте нужно выделить фракцию, превосходящую по крупности 60% зерен, а также фракцию, меньше которой является только 10% частиц. Далее нужно высчитать их соотношение по специальной формуле.

В зависимости от этого параметра, материалы делятся на:

• Однородные (Cu меньше или равно 3 ед.)
• Неоднородные (Cu больше 3 ед.)

С однородными скальными грунтами легче работать. Кроме того, они выглядят симпатичнее в общей массе.

Отметим также, что, помимо фракций и однородности, гранулометрический состав в целом может характеризоваться и другими показателями, которые тоже отражают состав материла. Это, например, такие параметры как форма зерен, характер поверхности и структуры частиц, их цельность и другие. Однако для скального грунта конкретно эти параметры не очень важны.

Содержание посторонних примесей

Помимо каменных зерен и частиц, в скальном грунте также могут попадаться и другие примеси. Чаще всего они являются посторонними и нежелательными, загрязняют собой материал, ухудшают его качественные характеристики и ограничивают возможности его использования.

Так, к посторонним примесям в составе скалы мы относим:

• Содержание пылевидных и глинистых частиц
• Содержание глины в комках
• Содержание органики
• Содержание мусора и прочих посторонних включений

Дальше мы раскроем каждый пункт.

Содержание пылевидных и глинистых частиц

Пылевидными называют частицы размером менее 0,16 мм, а глинистыми – диаметром менее 0,063 мм. По сути, все это мелкодисперсная пыль. Она не просто загрязняет скалу, но еще и ухудшает некоторые ее свойства (например, увеличивает водонасыщение, ухудшает коэффициент фильтрации и провоцирует морозное пучение).

К сожалению, пыль в составе скалы присутствует довольно часто. Это четко показывают нам наименования фракций скального грунта: как вы могли заметить, первая цифра там всего ноль. Это обязательно нужно учитывать при планировании строительных работ и покупке скалы. Однако на деле не все так страшно, так как чаще всего эту пыль легко вымыть из материала простой водой из обычного садового шланга.

Содержание глины в комках

Глина относится к мелкозернистым осадочным горным породам, состоящим из одного или нескольких минералов. Ее главной особенностью являются тот факт, что глина обычно плотная и твердая в сухом состоянии, а при соединении с водой она образует пластичную тестообразную массу. Кроме того, глина почти не пропускает воду, впитывает ее в себя и удерживает, набухает и увеличивается при этом в объеме в несколько раз, а также пучинится в зимнее время года. Именно поэтому ее содержание в скальном грунте нежелательно, так как она очень сильно ухудшает качество материала и некоторые его свойства (например, водонасыщение, водопроницаемость, плотность, морозостойкость и прочие).

Подробнее обо всех свойствах и особенностях глины вы можете прочитать в нашей статье Свойства глины.

Содержание органики

Органикой в составе сыпучих минеральных материалов называют включения, которые либо связаны с живыми организмами, либо получены из них. Это, например, гумус, мох, торф, ил, сапропель, останки животных или растений. Эти примеси ухудшают качество материала и ограничивают возможности его применения. Поэтому они в принципе не должны содержаться в строительных материалах.

Чаще всего органика попадает в скальный грунт во время добычи материала, а также в процессе его хранения и транспортировки.

Содержание мусора и прочих посторонних включений

Все, что не попадает под определение «пыли», «глины» и «органики» в составе скалы, можно отнести к мусору. Это могут быть любые инородные предметы, которые случайно попали в материал. Так, чаще всего строительные материалы бывают загрязнены листвой, ветками, строительным мусором, боем кирпича или бетона; могут попадаться и стекло, и арматура, и полиэтилен, и сигаретные окурки, и пластик. Всего этого в скале быть не должно. Поэтому всегда осматривайте товар, который вам привозят, в кузове или в момент разгрузки большегрузного транспорта.

Мусор и прочие посторонние включения, как и органика, могут попадать в скальный грунт либо в момент его добычи, либо во время его складирования и хранения на карьере, либо в момент его транспортировки до вашего объекта.

Прочность

Прочность – один из основных показателей в строительной сфере. Ведь именно от него будут напрямую зависеть возможности использования материала в тех или иных работах.

Под прочностью скального грунта понимают его устойчивость к разрушению под воздействием механических нагрузок. Это свойство буквально показывает, какую механическую нагрузку (например, давление) способен выдержать материал без разрушения и деформации. Измеряется прочность в МПа (кгс/см2). Вычисляют параметр путем лабораторных испытаний по ГОСТ 12248-2010 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости». При этом для дисперсных грунтов применяют такие испытания как одноплоскостной срез, одноосное сжатие, трехосное сжатие, компрессионное сжатие, суффозионное сжатие, испытание на набухание и усадку.

Однако чаще всего для скального грунта прочность определяют:

• Либо путем вычисления максимального давления, при котором его структура начинает разрушаться (это самый простой и распространенный метод определения прочности)
• Либо по пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии (данный параметр обозначается как Rc и измеряется в МПа)

После измерения прочности по второму пункту скальные грунты могут быть:

• Очень прочными (Rc больше 120 МПа)
• Прочными (Rc от 50 до 120 МПа)
• Средней прочности (Rc от 15 до 50 МПа)
• Малой прочности (Rc от 3 до 13 МПа)

Если же скальный грунт в водонасыщенном состоянии полностью разрушается, его относят к материалам очень низкой прочности и размягчаемым. Коротко о последнем пункте мы расскажем в следующем разделе.

Самые высокие прочностные характеристики имеют скальные грунты, полученные из магматических и некоторых метаморфический горных пород (гранита, базальта, габбро, диабаза, диорита, сиенита, горнблендита, амфиболита, серпентинита, кварцита и других). Однако чаще всего метаморфические породы чувствительны к плоскостным сдвигам, так как имеют слоистую структуру и больше цементационных связей (мрамор или гнейс). Поэтому использовать в строительных работах их нужно с осторожностью. А вот осадочные породы чаще всего слабые и не обладают достаточной прочностью (известняк, доломит и прочие). Поэтому мы не рекомендуем брать их для ответственного строительства.

Вообще же скальные грунты относятся к одним из самых устойчивых к разрушению, так как их частицы соединяются между собой крепкими кристаллическими либо цементационными связями. Поэтому именно скала чаще остальных используется в качестве основы под фундаментом различных строений, дорожного полотна и путепроводов.

Размягчаемость (коэффициент размягчаемости)

Под размягчаемостью скальных грунтов понимают их способность снижать свою прочность при взаимодействии с водой. Это происходит из-за ослабления структурных связей между частицами и зернами материала из-за проникновения в промежутки между ними молекул воды. В результате влага проникает в микротрещины и микропоры и вызывает расклинивающее давление, которое в свою очередь приводит к росту трещин и дефектов и снижению прочности скалы в целом.

Данный показатель выражается при помощи коэффициента размягчаемости. Он обозначается «Ksof» и измеряется в долях единиц (д.е.). Высчитывают размягчаемость по специальной формуле. Она является отношением пределов прочности грунта на одноосное сжатие в водонасыщенном и воздушно-сухом состояниях соответственно.

По коэффициенту размягчаемости в воде выделяют следующие разновидности скальных грунтов:

• Неразмягчаемый (Ksof больше или равен 0,75 д.е.)
• Размягчаемый (Ksof меньше 0,75 д.е.)

Чем выше значение коэффициента размягчаемости, который изменяется в пределах от 0 до 1, тем менее размягчаемым является материал.

Размягчаемость скального грунта зависит от плотности материала и количества пор. В свою очередь этот параметр напрямую влияет на прочность образца. Размягчаемая скала теряет свою устойчивость, становится мягкой и менее устойчивой к осевым нагрузкам.

Меньше всего воздействию воды поддаются магматические и некоторые метаморфические породы. Влага почти никак на них не влияет. Осадочные же породы размягчаются быстрее. Это происходит при большом содержании глины в их составе. Если использовать такой материал для укрепления грунта под фундаментом или дорожным полотном, то конструкция быстро просядет.

В целом же скальные грунты редко бывают размягчаемыми. Они никогда не теряют своей структуры полностью.

Истираемость

Истираемость, или износостойкость – это эксплуатационное свойство, которое показывает сопротивляемость материала определенным механическим нагрузкам. Оно чем-то похоже на прочность. Однако, в отличие от прочности, которая отвечает за вертикальные нагрузки и давление, истираемость показывает устойчивость скалы к истирающим горизонтальным нагрузкам, трению и износу. В основном это свойство важно учитывать при строительстве дорог и создании различных покрытий.

Истираемость характеризуется коэффициентом истираемости. Он обозначается «Kfr» и измеряется в долях единиц (д.е.). Истираемость высчитывают в лаборатории после испытаний материала в полочном барабане. Отношение конечной массы к изначальной и является коэффициентом истираемости. Он всегда меньше единицы.

В зависимости от коэффициента истираемости, скальный грунт может быть:

• Очень прочным (Kfr меньше 0,05 д.е.)
• Прочным (Kfr от 0,05 до 0,20 д.е.)
• Средней прочности (Kfr от 0,20 до 0,30 д.е.)
• Малопрочным (Kfr от 0,30 до 0,40 д.е.)
• Пониженной прочности (Kfr больше 0,40 д.е.)

Как и в случае с прочностью, лучшие показатели по истираемости имеют магматические и некоторые прочные метаморфические горные породы. Они отлично противостоят любым нагрузкам. А вот осадочные породы для создания дорог, автомагистралей, парковок и прочих покрытий брать не стоит.

Степень выветривания (коэффициент выветрелости)

Степень выветривания – это такое свойство, которое показывает, насколько скальный грунт поддался физическому и химическому воздействиям в процессе своего образования.

В целом же выветриванием называют совокупность различных процессов, в результате которых горные породы и слагающие их минералы преобразуются и видоизменяются в местах своего залегания.

Сами процессы при этом могут быть:

• Физическими, или механическими (к ним относятся дождь, град, снег, ветер и перепады температур, которые в буквальном смысле физически воздействуют на горные породы и постепенно их разрушают)
• Химическими (в эту группу попадают различные химические процессы с участием воды, кислорода и углекислого газа, в результате которых происходит не только разрушение горных пород, но и качественное изменение их химического состава с образованием новых минералов и соединений)
• Органогенными (к ним относятся воздействие на горные породы живых организмов – бактерий, лишайников, грибов, низших и высших растений)
• Радиационными, или ионизирующими (в эту группу попадают радиационное и солнечное излучения)

В зависимости от того, насколько сильно все эти типы выветривания воздействовали на горную породу, вычисляется степень ее выветривания. Этот параметр характеризуется коэффициентом выветрелости. Он обозначается как «Kwr» и измеряется в долях единиц (д.е.). Определяют коэффициент выветрелости соотношением объема разрушенного грунта к сплошному массиву, который условно берется за единицу. Именно поэтому, кстати, коэффициент всегда будет меньше единицы.

Данный показатель зависит от таких факторов как минеральный состав материала, прочность его связей, возраст скального массива. Также на состояние скалы влияют климат и химический состав подземных вод.

По этому показателю скальные грунты бывают:

• Слабовыветрелые (Kwr от 0,9 до 1 д.е.)
• Средневыветрелые (Kwr от 0,8 до 0,9 д.е.)
• Сильновыветрелые (Kwr менее 0,8 д.е.)

Чаще всего скальный грунт относится к слабовыветрелым материалам. Он прочный и почти не поддается процессам выветривания. Исключением являются скальные грунты из осадочных пород, которые находятся на поверхности земной коры и на которые активно воздействуют различные физические, химические, органогенные и радиационные процессы.

Плотность

Плотностью материала называют соотношение его массы к объему. Это физическая величина, которая обозначается буквой «ρ» и измеряется в г/см3 или кг/м3.

Вообще плотность состоит из нескольких показателей:

• Общая плотность
  Так называется плотность материала в природном состоянии с естественной влажностью и ненарушенным сложением. Она включает в себя параметры твердых частиц, воздуха и воды.
• Плотность сухого (скелета) материала
  Так называется отношение между весом полностью высушенного материала в природном сложении к его объему с учетом пор, но без учета влаги.
• Плотность твердой фазы
  Это плотность уплотненного материала без учета объема пор и воды. Данный параметр является наиболее стабильным, так как зависит лишь от петрографического состава скального грунта и вычисляется после полного высушивания скалы.
• Максимальная плотность
  Так называется плотность при уплотнении высушенного материала с постепенным увлажнением.
• Насыпная плотность
  Данный параметр отвечает за объемный вес материала.

На самом деле, на практике важны далеко не все эти показатели. Многие из них нужны только для исследований и вычислений в лаборатории.

ГОСТ 25100-2020 выделяет следующие виды скального грунта по плотности скелета (сухого) грунта ρd:

• Очень плотные (ρd больше и равно 2,50)
• Плотные (ρd от 2,10 до 2,50)
• Средней плотности (ρd 1,20 до 2,50)
• Низкой плотности (ρd меньше 1,20)

От этого показателя напрямую зависит прочность материала.

У большинства скальных грунтов плотность высокая. Выше всего она у скалы, полученной из магматических пород. Увеличивается плотность при преобладании в составе материала тяжелых минералов, а также высокой влажности. На плотность осадочных скальных грунтов во многом влияют количество и размер пор в их структуре.

Помимо плотности скелета грунта, важно также знать насыпную плотность скалы. Так называют отношение веса рыхлого материала к его объему в свободной засыпке. Параметр включает в себя и твердое вещество, и воду в составе материала, и воздух, заполняющий собой поры и промежутки между отдельными частицами. Измеряется показатель в кг/м3 (реже в г/см3 или т/м3).

Насыпная плотность – это изменчивая величина, так как при разных условиях материал одного и того же веса может занимать разный объем (как и при одинаковом объеме может изменяться его масса).

Данный параметр зависит от следующих факторов:

• Размера и формы зерен материала
• Его пористости
• Влажности
• Уплотнения материала при транспортировке и складировании

Так, например, пористый скальный грунт будет легче плотного, а влажный – тяжелее сухого.

Показатель насыпной плотности скалы нужно знать по нескольким причинам:

• Для того, чтобы правильно рассчитать количество единиц техники, необходимой для перевозки купленного материала
• Если скальный грунт продают по весу, а вам нужно купить определенный объем (и наоборот)
• Для того, чтобы проверить, тот ли объем материала вам привезли
• Если вы знаете объем ямы или котлована, которые нужно засыпать, и теперь вам необходимо узнать вес скалы, который необходимо купить для этой цели

Для тех, кому интересны общие цифры по насыпной плотности скального грунта, обратите внимание на таблицу ниже. Там мы разместили информацию об этом параметре для материалов, добываемых в Свердловской области.

 Имейте в виду, что приведенные в таблице данные имеют ознакомительный характер. По ним вы можете приблизительно рассчитать вес и объем материала, который собираетесь заказать. А вот делать сметы или планировать строительство по ним нельзя. Актуальные показатели насыпной плотности скального грунта уточняйте у своего продавца в вашем регионе.

Подробнее об этом параметре читайте в нашей статье Насыпная плотность грунтов и сыпучих материалов.

Пористость

Пористостью называют объем всех пор и пустот в образце определенного размера. Все эти пустоты могут быть заполнены водой, газом или воздухом.

Пористость – это общефизическое свойство материала. Его определяют после получения показателей плотности. Пористость характеризуется коэффициентом пористости. Он показывает соотношение между объемами пустот и твердых частиц материала. Обозначается характеристика буквой «n» и измеряется в процентах. Данный параметр напрямую влияет на другие свойства скалы (например, на ее водопроницаемость, морозостойкость и прочие показатели).

Принято выделять следующие виды скального грунта по пористости:

• Непористый (n меньше 3%)
• Слабопористый (n от 3 до 10%)
• Среднепористый (n от 10 до 30%)
• Сильнопористый (n больше 30%)

Вообще пористость большинства скальных грунтов низкая. Однако параметр все же напрямую зависит от горной породы, из которой его получили. Если порода пористая (например, известняковая), то и скальный грунт будет пористый. Если же скалу получили из плотной магматической горной породы (скажем, гранита), то она тоже будет плотной и непористой. Так, например, у габбро и базальтов пористость меньше 1%.

Водопроницаемость (коэффициент фильтрации)

Водопроницаемостью называют способность насыщенного влагой материала пропускать сквозь себя воду под действием градиента напора, не задерживая ее между своих частиц. Это свойство также часто называют «водонепроницаемостью». В зависимости от этого, материалы условно характеризуют как водопроницаемые и водонепроницаемые. К первым относятся гравий, щебень, песок, отсев, керамзит, дресва, песчано-щебеночная смесь, песчано-гравийная смесь, скальный грунт и прочая сыпучка. Водонепроницаемым можно назвать, например, бетон.

Данное свойство определяют по коэффициенту фильтрации. Он показывает, сколько метров в сутки проходит вода при градиенте напора, равном единице. Коэффициент фильтрации обозначается буквами «Кф» и измеряется в м/сут (метрах в сутки). На него прежде всего влияют гранулометрический состав скалы, содержание в ее составе глины и пыли, пористость и некоторые другие характеристики. Например, чем выше плотность и ниже пористость, тем хуже вода будет проходить сквозь материал. Подробно об этом свойстве вы можете прочитать в нашей статье Коэффициент фильтрации и водопроницаемость грунта.

По коэффициенту фильтрации материалы делятся на такие разновидности:

• Водонепроницаемые (Кф меньше 0,005)
• Слабоводопроницаемые (Кф от 0,005 до 0,3)
• Водопроницаемые (Кф от 0,3 до 3)
• Сильноводопроницаемые (Кф от 3 до 30)
• Очень сильноводопроницаемые (Кф больше 30)

Скальные грунты относятся к очень сильноводопроницаемым. Они хорошо пропускает влагу и не задерживают ее на поверхности.

Влажность

Влажностью, или естественной влажностью скального грунта называют степень насыщенности материала водой, которая содержится в его порах и пустотах в естественном состоянии. Показатель напрямую зависит от количества пор, а также от содержания пыли и глины в составе скалы. Кроме того, на естественную влажность любого материала огромное влияние оказывают время года, погодные условия, температура воздуха, количество осадков, место его залегания, близость грунтовых вод и прочие факторы.

Как вы понимаете, в дождливую погоду или сразу же после сильных ливней естественная влажность скалы будет выше. При этом увеличится и ее вес, и насыпная плотность. В засушливую же погоду этот параметр, наоборот, будет меньше. Плюс, у скальных грунтов, полученных из магматических пород, влажность всегда будет ниже, чем у осадочной скалы.

Водопоглощение и водонасыщение (коэффициент водонасыщения)

Такие параметры как водопоглощение и водонасыщение показывают способность материала поглощать и удерживать в себе влагу при полном его погружении в сосуд с водой. Водопоглощение измеряют в естественных условиях, при комнатной температуре и давлении в 1 атмосферу. Водонасыщение же определяют при испытаниях с особыми нагрузками (например, при повышенном давлении и температуре).

Эти параметры, как и влажность, напрямую зависят от количества пор в материале. Влияет на этот показатель и содержание в составе скалы таких компонентов с высоким водопоглощением как глина и пыль.

Соотношение водопоглощения и водонасыщения называют коэффициентом водонасыщения или степенью влажности. Параметр обозначается буквами «Sr» и измеряется в долях единицы (д.е.).

В зависимости от коэффициента водонасыщения (степени влажности), скала бывает:

• Малой степени водонасыщения (маловлажная), когда Sr от 0 до 0,5 д.е.
• Средней степени водонасыщения (влажная), когда Sr от 0,5 до 0,8 д.е.
• Водонасыщенная, когда Sr от 0,8 до 1 д.е.

Обратите внимание, что у насыщенных водой материалов падает несущая способность. Поэтому при планировании строительства важно делать поправку на этот показатель. Однако все это в малой степени относится к скальному грунту, ведь он считается материалом малой степени водонасыщения даже после продолжительных и затяжных ливней.

Растворимость в воде

Под растворимостью скального грунта в воде понимают его способность образовывать гомогенную смесь с водой при заданной температуре и давлении. Показатель определяется по максимальному количеству материала, который способен раствориться в определенном объеме жидкости. Растворимость скального грунта в воде обозначается буквами «qsr» и измеряется в г/л (грамм на литр).

В зависимости от этого параметра, скальные грунты делятся на:

• Нерастворимые (qsr меньше или равно 0,01 г/л)
• Труднорастворимые (qsr от 0,01 до 1 г/л)
• Среднерастворимые (qsr от 1 до 10 г/л)
• Легкорастворимые (qsr от 10 до 100 г/л)
• Сильнорастворимые (qsr больше 100 г/л)

Данная характеристика главным образом зависит от минерального состава скалы. Так, самой большой растворимостью обладают осадочные галоидные, карбонатные (известняк, доломит, мел) и сульфитные (гипс, ангидрит) скальные грунты. В местах их залегания часто образуются карстовые пещеры. Кроме того, на этот параметр также влияют качественные характеристики жидкости. Например, известняк лучше растворяется в воде, насыщенной углекислотой. Плюс, на растворимость скалы влияют и размеры ее зерен: чем они меньше, тем выше растворимость.

Справедливости ради, отметим, что в целом скальные грунты, если они не относятся к карбонатным, сульфатным и галоидным разновидностям, не растворяются в воде.

Морозостойкость

Морозостойкость – это важное свойство, которое показывает способность скалы выдерживать попеременные и многократные температурные перепады от минуса до плюса и обратно. При этом материал должен не просто выдерживать эти перепады без видимых признаков разрушения и деформации, но еще и не терять своих первоначальных свойств.

Данный параметр характеризуется маркой, обозначается буквой «F» и числом. Число – это один цикл, равный одному температурному перепаду. При этом обратите внимание, что один цикл не равен одному дню или году. Ведь осенью или весной за сутки таких температурных перепадов может быть и один, и два, и больше. Вычисляется морозостойкость в лаборатории экспериментальным способом – либо путем замораживания и оттаивания образцов, либо по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и последующего высушивания.

Морозостойкость важно определять у материалов, которые эксплуатируются на открытом воздухе. Скальный грунт – в их числе. И чем выше показатель морозостойкости, тем дольше вам прослужит материал или конструкция из него.

Показатель морозостойкости напрямую зависит от пористости скалы. Ведь чем больше у нее пор и пустот, тем больше влаги будет в них накапливаться. Зимой же эта влага превратится в лед, увеличившись в объеме. В результате лед будет давить на стенки и края пор и трещин в материале, буквально разрушая его изнутри. Вот почему скальные грунты с большой пористостью обладают низкой морозостойкостью.

Наибольшая морозостойкость у скалы, которую получили из прочных и плотных магматических и некоторых метаморфических пород.

Радиоактивность

Радиоактивность – один из основных параметров безопасности. Это свойство характеризует способность материалов излучать радиацию и показывает, какое количество удельной эффективной активности естественных радионуклидов (тория, радия и калия) содержится в скальном грунте. Данная удельная эффективная активность определяется с учетом своего биологического воздействия на организм человека. Обозначается параметр «Аэфф» и измеряется в Бк/кг (Беккерель на килограмм). Вычисляют свойство в лаборатории.

Требования к материалам по радиоактивности закреплены в ГОСТ 30108-94.

Согласно этому документу, все материалы делятся на четыре класса по радиоактивности:

• I класс – радиоактивность менее 370 Бк/кг
• II класс – радиоактивность от 370 до 740 Бк/кг
• III класс – радиоактивность от 740 до 1500 Бк/кг
• IV класс – радиоактивность от 1500 до 4000 Бк/кг

От принадлежности материалов к той или иной группе зависят способы и возможности их применения в тех или иных работах.

Особенности тут следующие:

• Скальный грунт I класса может использоваться во всех видах строительства и в любых строительных работах (в том числе на территории яслей, детских садов, школ, университетов, больниц, поликлиник и прочих муниципальных учреждений, коммерческих зданий, жилых домов и общественных пространств)
• Скала II класса может применяться только в дорожном строительстве в пределах населенных пунктов и зонах перспективной застройки, а также при строительстве производственных зданий и сооружений
• Материал III класса может применяться только в дорожном строительстве вне населенных пунктов
• Скальник IV класса может быть использован только по согласованию Госкомсанэпидналзором

Обратите внимание, что мы настоятельно не рекомендуем использовать скальный грунт III и IV классов в любых работах. Также по возможности откажитесь от приобретения скалы II класса для своих задач и старайтесь отдавать предпочтение только самым безопасным материалам.

Подведем итог.

Скальный грунт – популярный строительный материал, обладающий определенным набором свойств и характеристик. К основным его параметрам относятся зерновой состав, содержание посторонних примесей, прочность, размягчаемость, истираемость, степень выветривания, плотность, пористость, водопроницаемость, влажность, водопоглощение и водонасыщение, растворимость в воде, морозостойкость и радиоактивность. В зависимости от этих характеристик меняются и способы использования скалы в тех или иных работах. Вот почему так важно в них разбираться и иметь о них четкое представление.

Возможно, вам также будет интересно почитать другие наши статьи по теме:

• Виды скального грунта
• Добыча скального грунта
• Применение скального грунта
• Применение взрывного скального грунта
• Применение взрывного скального грунта средней фракции
• Применение крупного взрывного скального грунта
• Применение разборного скального грунта
• Применение крупного разборного скального грунта
• Применение мелкого разборного скального грунта
• Применение разборного скального грунта средней фракции
• Применение крупного скального грунта
• Применение мелкого скального грунта
• Применение скального грунта средней фракции

В компании Грунтовозов вы можете приобрести следующие виды скального грунта:

• Взрывной скальный грунт
• Взрывной скальный грунт крупной фракции
• Взрывной скальный грунт средней фракции
• Разборный скальный грунт
• Разборный скальный грунт крупной фракции
• Разборный скальный грунт мелкой фракции
• Разборный скальный грунт средней фракции
• Скальный грунт крупной фракции
• Скальный грунт мелкой фракции
• Скальный грунт средней фракции

О том, что это в принципе за материал и какие у него есть особенности, вы можете узнать, прочитав нашу статью Скальный грунт.