Происхождение щебня заложено в самом его названии – это материал, получаемый посредством расщепления, корень и смысл тот же, что в слове «щепа». Как правило, исходным сырьём для получения щебня служат горные породы, но бывают исключения, так щебнем могут быть расколотые фрагменты искусственных камней – бетона, кирпича, также основой для щебня может служить металлургический шлак. И всё же основным сырьём для производства щебня традиционно служат крупнообломочные горные породы, как магматические – гранит, так и осадочные – известняк, а также уже прошедшие «вторичную природную обработку» камни – булыжник, гравий, галька.

В отличие от природных форм мелкого камня, которым свойственна округлость форм (гравий, булыжник, галька), щебень имеет острые грани и шероховатую структуру. Это свойство положительно сказывается на адгезии с вяжущими составами, благодаря чему щебень активно используется как компонент бетонов. Кроме того, щебень, полученный из однородного материала, характеристики которого могут быть легко определены лабораторным способом, позволяет создавать бетонные конструкции с заданными свойствами.

Фракции щебня

Технические условия для производства строительного щебня регламентируются ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ». Одним из основных параметров, от которого зависит сфера применения щебня, является получение определённой фракции, которые делятся на 3 основные группы:

1. мелкий:  5–20 мм
2. средний: 20–40 мм
3. крупный: 40–70 мм

• Мелкий щебень используется как компонент бетонных смесей и лёгких железобетонных конструкций.
• Средняя фракция носит универсальный характер. Щебень 20 40 мм применяется в большинстве железобетонных конструкций, в бетонной смеси для заливки фундаментов, в дорожном строительстве с интенсивным движением.
• Крупная фракция щебня применяется для создания дренажного слоя, гравийных подушек, в гидротехническом строительстве и для балластного слоя железнодорожных путей.

Специфическая форма щебня может встречаться и в естественном виде – такими же характеристиками обладают обломочные породы минералов, сформировавшиеся в процессе естественного разрушения горных массивов, но не успевшие пройти «окатку». В основном же требуется дробление породы на щебень машинным способом.

Измельчение исходной породы производится в специализированных агрегатах-дробилках, которые могут иметь различный принцип действия, предназначены для работы с разными породами минералов и для достижения различной фракции. Дробилки бывают следующих типов:

• щековые
• роторные
• валковые
• конусные
• молотковые
• центробежные

Для производства наиболее крупной фракции щебня используются щековые дробилки. Валковые и конусные – для средней фракции. В тех же случаях, когда требуется получить мелкую фракцию или камень с пониженной лещадностью, используются дробилки ударного действия – молотковые, роторные или центробежные.

В дальнейшем производится сортировка дроблёной породы на вибрационных ситах, благодаря шумности процесса получивших название «грохоты», а процесс сортировки – «грохочение». Принцип процесса прост – сита установлены каскадом от большего диаметра к меньшему.

Лещадность щебня

Лещадность – ещё одно понятие, смысл которого кроется в корне слова. Лещадь – доска, такая же плоская, как рыба лещ. В отношении зёрен щебня лещадность – степень отклонения от кубической формы, «плоскостность». Классифицируется лещадность по группам, в зависимости от % зёрен пластинчатой формы в общей массе щебня:

1. кубовидный, до 10% «леща»
2. улучшенный – 10-15%
3. обычный 15 – 25%
4. простой 25 – 35%
5. низкосортный 35 м 50%

Чем меньше лещадность щебня, тем выше его прочностные характеристики и лучше укладываемость. Этот фактор особо важен при производстве ответственных железобетонных конструкций.

Прочность щебня

От прочности щебня также непосредственно зависит сфера его применения. Различают два вида прочности щебня – при сжатии и на истирание. Степень дробимости щебня при сжатии зависит от исходной породы и фракции, определяется в лабораторных условиях, маркируется буквой «М» и цифровым значением. Щебень из гранита обладает максимальной прочностью, из известняка – меньшей.

• М200 – минимальна прочность, может быть использован для ландшафтного дизайна и дорожек с малой нагрузкой
• М300-600 – для сооружения дорожек и насыпей
• М600-800 – для дорог с малой нагрузкой
• М800-1200 – основная марка для использования в различных строительных работах, для производства железобетонных конструкций
• М1200-1400 – сверхпрочная марка, для ответственных сооружений с большой нагрузкой

Прочность щебня к истиранию важна при использовании его в качестве дорожных покрытий. Она маркируется буквой «И» и имеет значения от 1 до 4.

Плотность щебня

Щебень имеет два показателя плотности - истинную и насыпную. Истинная плотность подразумевает среднюю плотность породы, которая колеблется в диапазоне 2400 – 2800 кг/м³. Насыпная плотность  – вес 1 м³ щебня – непосредственно зависит от фракции и укладываемости зёрен - чем меньше фракция и лещадность – тем выше насыпная плотность.

Морозостойкость щебня

Морозостойкость подразумевает гарантированное число циклов перехода через 0 °C (заморозка и разморозка). Разные сорта щебня в зависимости от происхождения и фракции обладают отличными характеристиками морозостойкости, которая маркируется буквой «F» и числовым значением, определяющим количество циклов – от 15 до 400.

Экологичность щебня

Экологичность щебня напрямую зависит от исходного материала. Основным показателем экологичности горных пород является радиоактивность. У известняка она минимальна, а у магматических пород, самым распространённым представителем которых является гранит – высокая. Радиоактивность щебня имеет 3 класса:

1. до 370 Бк/кг – допустим для любых видов строительства
2. от 370 Бк/кг до 740 Бк/кг – для инженерных и промышленных сооружений
3. свыше 740 Бк/кг – только для инженерных сооружений за пределами населённых пунктов.

Декоративные свойства щебня

Щебень не отличается богатством текстур и расцветок, тем не менее, он находит применение и как декоративный элемент, особенно в ландшафтном дизайне.  В зависимости от происхождения щебень может иметь розовый оттенок (гранитный, благодаря включениям полевого шпата и слюды), для гравийного щебня характерны серый и зеленоватый оттенки, известняковый имеет светло-серый цвет. Щебень может быть применён для обустройства рокариев, габионов, бутовой кладки и декоративных элементов с подчёркнутой тектоничностью. Мелкий известняковый щебень часто используется как финишное покрытие садовых и парковых дорожек, рекреационных зон.