Щебень — рыхлая горная или техническая порода в виде кусков неправильной формы. Щебень образуется в результате выветривания горных пород (естественным путем), а также при разрушении технических пород вследствие химических процессов, например в шлаковых отвалах тех металлургических производств, где шлак не гранулируется. Однако в большинстве случаев щебень получают путем дробления как горных, так и технических пород. Технические требования к щебню нормируются соответствующим ГОСТ 8267—64, в который включены все технические требования к щебню, гравию, щебню из гравия и к песку из горных пород, используемым как крупный и мелкий заполнители в любых бетонных и железобетонных конструкциях (сооружениях), независимо от назначения и технологии изготовления. Надо учитывать, что для приготовления щебня не следует стремиться к использованию пород с такими прочностями, которые не диктуются свойствами бетона. Как мягкие горные породы с низкой прочностью, так и породы с высокой прочностью для подавляющего большинства случаев непредставляют практического интереса. Это положение недостаточно полно отражено в соответствующих ГОСТах. От формы зерен щебня зависит его сцепление с цементным камнем, что учтено в формуле расчета прочности и отражено в ряде специальных технических условий для конструкций (сооружений), где этот показатель имеет решающее значение.
Качество щебня во многом зависит от условий его приготовления, что отражено в технических требованиях (чистота поверхности, отсутствие примесей, форма, пустотность в уплотненном состоянии, максимальная крупность, количество щебня и его размеры). Опыт показывает, что при прочих равных условиях тип дробилок оказывает решающее влияние на некоторые из перечисленных показателей, а именно: на форму щебня, максимальный размер, пустотность щебеночной смеси, на выход щебня, его фракционность. Например, от изменения зазора между подвижной и неподвижной челюстями в одной из конструкций дробилок значительно меняется зерновой состав щебня.
Следовательно, необходимо регулярно анализировать качество дробления и корректировать работу дробилок. На их производительность и качество щебня влияет величина загружаемых кусков породы; такие куски называют габаритным материалом. Негабаритные куски предварительно нужно размельчить, что производится разными приемами (с помощью накладных зарядов, закладки зарядов в пробуренные в камне отверстия).
При назначении технологических схем дробления природных или технических пород следует учитывать требования к составу бетона, касающиеся фракционирования щебня или дробления пород без последующего фракционирования. Для приготовления мелкозернистого щебня и искусственного песка применяют многостадийное дробление.
Для получения щебня проектного зернового состава строят количественные схемы дробления, что в основном связано с шириной выходной щели дробилок. Естественно, что износ рифления плит, производящих раздавливание кусков, связан не только с прочностью (твердостью) камня, но и с качеством металла. Износ приводит к увеличению выходного отверстия и к изменению зернового состава щебня.
Опыт показывает, что эффект дробления получается при использовании дробилок, работающих по принципу удара (без использования сил раздавливания, раскалывания с раздавливанием). В этом случае отсутствуют зерна неправильной формы (иглообразные удлиненные или плоские, лещадные). Выбору дробилок должен предшествовать анализ петрографического состава горных и технических пород, процесс формирования. Раскалывание наиболее эффективно для дробления хрупких пород с высоким модулем упругости (например, габбро, кварциты); раздавливание— обжатие кусков камня для дробления вязких пород (например, песчаники, известняки). Широкое применение щековых дробилок — следствие их надежности при эксплуатации и простоты обслуживания. Кроме дробилок стационарного действия широко применяют передвижные дробильно-сортировочные установки ПДСУ.
Камнедробильные заводы состоят из цехов дробления и рассева щебня на виброгрохотах. Технологические процессы дробления и рассева связаны между собой непрерывным транспортом и должны иметь сложные устройства и соответствующие питатели.
Пустотность щебня колеблется в большом интервале, примерно от 37 до 52%. При этом надо иметь в виду, что щебень одного зернового состава может значительно отличаться по величине пу-стотности. Вид дробления оказывает решающее влияние на форму и размер щебня, на его выход (на количество высевок, получаемых при дроблении).