Происхождение щебня: Виды щебня — Северснабкомплект
Виды щебня — Северснабкомплект
Природный щебень изготавливается из разных горных пород — магматических, метаморфических, вулканических, осадочных. Происхождение щебня определяет его свойства и способы применения.
Гранитный щебень
Характеристика
Гранитный щебень получают из осадочных скальных пород магматического происхождения. Благодаря прочности и насыпной плотности гранитный щебень является весьма популярным материалом.
К недостаткам гранитного щебня относят высокую радиоактивность, ограничивающую области его применения: этот щебень неприменим в жилищном строительстве и при прокладке дорог в городской черте.
Фракции и свойства
Наиболее широко используется щебень 5-20 мм. Также производят фракции 20-40 мм, 40-70 мм и отсев (0-5 мм).
Гранитный щебень высокопрочный (М1200 – М1400), морозостойкий (F300 – F400) и относится ко II или III группе лещадности (10-15% или 15-25% пластинчатых и игловатых зерен соответственно).
Гранитный щебень используется при изготовлении высокомарочного бетона для особо прочных конструкций, а также при прокладке железнодорожных путей.
Гравийный щебень
Характеристика
Гравийный щебень получают либо из осадочных пород, либо дроблением речного или морского гравия.
По своим свойствам гравийный щебень очень близок гранитному, за одним исключением: он не излучает и не поглощает радиацию. Как следствие, гравийный щебень используется очень широко, а особенно рекомендован к применению при строительстве АЭС и других объектов, подверженных излучению.
Фракции и свойства
Самая популярная фракция – 10-20 мм. Менее распространены, но тоже весьма востребованы фракции 20-40 мм, 40-70 мм и отсев.
Особо выделяется гравийный щебень с фракциями 90-150 мм. Он называется бутовым и используется для отделки и укрепления побережий рек и искусственных водоемов.
Марка прочности гравийного щебня М800 – М1200, морозостойкости – F200 – F300. Группа лещадности — II (10-15%). Насыпная плотность в среднем составляет 1,3 – 1.4 т/м3.
Гравийный щебень востребован в строительстве, изготовлении ЖБИ, при прокладке и укреплении дорог. Приближенный по прочности к гранитному, но не радиоактивный, щебень может применяться без ограничений.
Доломитовый (известняковый) щебень
Характеристика
Доломитовый щебень получают дроблением известняковых горных пород (туф, разновидности известняков и кальцитов).
Основное достоинство доломитового щебня – экологичность. Однако для домового строительства он почти не пригоден из-за высокого содержания карбоната кальция, вымываемого водой. По той же причине его следует с осторожностью использовать в дорожном строительстве.
Фракции и свойства
Доломитовый щебень производят в виде стандартных фракций: 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм.
Прочность и морозостойкость доломитового щебня невысоки.
Доломитовый щебень используют при строительстве дорог и фундаментов с малой нагрузкой. Востребован этот вид щебня и в стекольной промышленности.
Габбро-диабаз
Характеристика
Щебень получают из диабаза – вулканической горной породы, по свойствам близкой к базальту. Он отличается высокой прочностью, морозостойкостью и низким водопоглощением.
Еще одно преимущество щебня габбро – диабаз — малая лещадность. Благодаря этому свойству породы, возможно изготовление высококачественного кубовидного щебня, пригодного для строительства особо прочных дорог и возведения фундаментов.
В отличие от близкого по прочности гранитного щебня, габбро – диабаз не радиоактивен.
Фракции и свойства
Щебень этого вида производится в виде самых популярных фракций: 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм. Также возможен выпуск щебня с фракциями 25-60 мм.
Прочность щебня из габбро – диабаза М1400, морозостойкость — F300. Лещадность щебня – 12 % (группа II). Насыпная плотность от 1,55 до 1,67 т/м3 в зависимости от размера фракций.
Щебень габбро – диабаз наиболее востребован при строительстве водных коммуникаций, а также при возведении фундаментов вблизи подземных вод.
Высокая прочность щебня позволяет использовать его при прокладке и укреплении федеральных трасс и других дорог с большой проходимостью. При этом низкая истираемость (И1) и дробимость щебня препятствуют образованию колеи.
Фракции щебня — какие бывают и где их используют
Материал, добываемый методом дробления твердых пород, называют щебнем. Это камни разных размеров, которые применяются в нескольких сферах человеческой деятельности.
Список фракций
Сыпучие материалы обладают высокой прочностью и морозостойкостью. Для них характерны определенные технические и физические характеристики.
Список фракций щебня
№ | фракция |
---|---|
1 | отсев |
2 | 5-10 |
3 | 5-20 |
4 | 10-20 |
5 | 20-40 |
6 | 25-65 |
7 | 40-70 |
8 | бутовый камень |
9 | смеси С1-С11 |
Фракции гранитного щебня
Такой материал получают путем взрыва монолитной скалы и дальнейшего дробления камней. Для данной цели применяется специальное оборудование. В строительстве зданий и в обустройстве автомобильных трасс используются разные фракции щебня гранитного. Рассмотрим некоторые варианты.
Фракция 0-5 мм – сыпучий материал, широко применяемый при приготовлении раствора, при укладке тротуарной плитки, а также при отсыпке площадок. Это наиболее мелкая фракция щебня. Такой материал является побочным продуктом. При сортировке камней используются грохоты. Масса насыпается на наклонные решетки, которые постоянно вибрируют. Крупные камни скатываются на конвейер. А вот мелкие камушки проваливаются в небольшие ячейки. Они ссыпаются в кучи. Таким образом получается отсев, предназначенный для проведения работ в сфере ландшафтного дизайна, возведения домов. Мелкие камушки, внешне напоминающие крупнозернистый песок, являются прочным материалом. Их свойства приравниваются к граниту. Поэтому мелкая фракция щебня используется для решения разных задач:
- обустройство пешеходной территории;
- изготовление панелей для стен;
- декорирование садовых дорожек;
- приготовление бетонной смеси;
- облагораживание парковой территории.
Фракция 0-10 мм – щебеночно-песчаная смесь, состоящая из песка и щебня. Она обладает прекрасными дренажными свойствами и приемлемой ценой. Такие факторы имеют огромное значение, из-за которых сыпучие материалы часто применяются в различных сферах. ЩПС используется при изготовлении бетонных покрытий, при укладке асфальтного покрытия, при обустройстве дренажных систем. Согласно ГОСТу, материалы классифицируются по гранулометрическому составу компонентов. Поэтому на выбор представлено несколько видов щебеночно-песчаной смеси. Клиенты выбирают то, что им нужно для обустройства объекта.
Фракция 5-10 мм – небольшой размер щебня, который продается по доступной цене. Это прочные нерудные материалы, отличающиеся замечательными техническими характеристиками. Они применяются при изготовлении бетонной смеси, при возведении производственных сооружений, при создании массивных конструкций. Какая фракция щебня идеально подходит для проведения работ по заливке фундамента? Для решения подобной задачи используются камни, размер которых составляет
фракция 20-40 мм – камни такого размера всегда находят достойное применение. К числу главных задач, которые решаются с помощью прочных материалов, относится заливка фундамента под многоэтажные дома, асфальтирование автомобильных стоянок, обустройство трамвайных линий. Щебень такой фракции является незаменимым материалом при оформлении искусственных водоемов и придворовых территорий.
фракция 40-70 мм – камни крупного размера, отличающиеся повышенной прочностью. Они используются при обустройстве объектов, на которых никак не обойтись без значительного количества бетонной смеси. Рассматриваемая фракция щебня предназначается для дорожного строительства и для создания больших конструкций. Материал отлично себя зарекомендовал. Поэтому заказчики часто отдают ему предпочтение.
фракция 70-120 мм – большие куски камня, имеющие неправильную форму. Они отвечают строгим требованиям, касающимся прочности, водостойкости и устойчивости к низким температурам. Фракции щебня ГОСТ, определенные в специальной таблице, используются при возведении гидротехнических сооружений (дамбы, плотины). Из камней больших размеров обустраивается бутобетонный фундамент. Его ключевым преимуществом является высокая прочность. Поэтому фундамент выдерживает вес двухэтажного дома. Еще бутовый камень используется при мощении дорог, при отделке цоколя и при облицовке забора. Крупная фракция гранитного щебня применяется в декоративных целях. С помощью камней разной формы создаются красивые садовые дорожки и обрамляются клумбы. Необработанный щебень становится центром ландшафтной композиции и привносит в окружающее пространство природные нотки.
Фракции щебня, фото которых представлены на нашем сайте, пригодны для выполнения многочисленных задач. По техническим характеристикам гранитный щебень, добытый из монолитной скалы, превосходит другие сыпучие материалы. Он обладает низкой лещадностью, благодаря которой обеспечивается плотная утрамбовка. Гранитному камню не страшны морозы и негативное воздействие влаги. Материалы остаются прочными на протяжении продолжительного срока.
Фракции гравийного щебня
В строительстве незаменим материал, полученный при просеивании карьерной породы. Гравийный щебень лишь немного уступает гранитным камням. Поэтому он находит обширное применение. Одним из основных преимуществ гравия является более низкая стоимость. За небольшие деньги можно приобрести большое количество нерудных материалов для заливки фундамента, производства ЖБИ.
Фракции щебня гравийного разные. Перечислим распространенные варианты:
- 3-10 мм – мелкие камушки, насыпная плотность которых составляет 1,48 т/м3. Это прочный и морозостойкий материал, востребованный строительными и ландшафтными компаниями. Он идеально подходит для отсыпки тротуаров и дорожек в городских парках. Камушки приятные на ощупь, поэтому по них хорошо ходить босиком. Этот момент принимают во внимание владельцы частных пляжей. Они используют гравий для засыпки территории;
- 5-20 мм – ни одна стройка не обходится без материалов неорганического происхождения. Такая фракция щебня пользуется большим спросом. Нерудные материалы обладают низкой лещадностью (около 7%), насыпной плотностью 1,37 т/м3 и отличной морозостойкостью. Камни небольших размеров используются при изготовлении железобетонных изделий. Такая фракция щебня для бетона также подходит. Поэтому сыпучие материалы часто используются в строительстве;
- 20-40 мм – камни средних размеров, обладающие высоким уровнем прочности. Их насыпная плотность – 1,39 т/м3. Лещадность – 7%. Спектр применения фракции гравийного щебня 20-40 мм широкий. Его используют при обустройстве «подушек» автомагистралей, при заливке фундаментов, при создании железнодорожных путей. Гравийный щебень имеет низкий радиоактивный фон. Поэтому он считается экологически чистым материалом;
- 40-70 мм – крупная фракция щебня, добытого из карьерной породы. Она оптимально подходит для создания прочного и надежного фундамента. Из щебня таких размеров изготавливаются бетонные перекрытия, делаются насыпи на железных дорогах и разрабатываются дренажные системы. Насыпная плотность нерудного материала – 1,37 т/м3. Камни хорошо утрамбовываются и не боятся негативного воздействия низких температур.
Фракции щебня ГОСТ 8267-93 – международный стандарт, распространяемый на материалы, которые добываются из горных пород. В нем указаны технические требования, определения и нормативные ссылки. Производители руководствуются установленным стандартом и поставляют материалы, соответствующие нормам.
Каким бывает известняковый щебень?
Это материал, который получают способом дробления горной породы, состоящей из кальцита. Его прочностные характеристики не находятся на высоком уровне. Но у известняка есть другие преимущества. Он стойко переносит температурные изменения и обладает экологической безопасностью.
Фракции щебня известнякового разные: мелкая, средняя, крупная. Сортировка окола (камней) проводится на дробильно-сортировочном заводе. Для такой цели используется специальное оборудование. В реализацию поступают сыпучие материалы, качество которых подтверждается документально.
Крупная фракция щебня, состоящего из кальцита, активно применяется в дорожном строительстве. В некоторых регионах такой щебень еще называют окол. Мелкие камни используются при изготовлении ЖБИ. В ландшафтном дизайне также имеется место для известняка. Сыпучий материал подходит для благоустройства территории, прилегающей к особняку. В ландшафтных работах применяется белый и серый известняк. Мастера придумывают интересные идеи и воплощают их в реальность.
Фракции щебня песчаника
Еще одним материалом, применяемым в разных сферах, является щебень песчаник. Это камни, которые представляют собой зацементированную массу частиц. Они формируются на протяжении долгих лет. Цвет камней зависит от их состава. В нерудном материале могут преобладать кремнистые и глинистые вещества.
На производстве создаются разные фракции щебня песчаника. Чаще всего при обустройстве объектов применяются камни, размеры которых составляют 5-20 мм и 40-70 мм. Стоимость сыпучих материалов приемлемая. Поэтому их используют при изготовлении железобетонных изделий и при строительстве дорог.
Фракция щебня для бетона
Щебень в бетонной смеси играет важную роль. Он является крупным наполнителем и обеспечивает высокие технические характеристики фундамента. При наличии щебня бетон не трескается и выдерживает нагрузки на протяжении длительного времени. Заполнитель препятствует процессу усадки цементного раствора и уменьшает его ползучесть.
Фракция щебня для бетона подбирается, исходя из предназначения и особенностей будущей конструкции. При возведении большого дома используются гранитные камни размером 5-20 мм. Если планируется строительство небольшого объекта, отдается предпочтение гравийному щебню. Такой нерудный материал достаточно прочный. Поэтому он выдерживает ежедневные нагрузки.
При решении любой задачи, начиная с отсыпки спортивной площадки и заканчивая возведением гидротехнического сооружения, важен размер щебня. От того, насколько правильно сделан выбор, зависят эксплуатационные качества фундамента, ЖБИ и сооружений. Поэтому покупку нерудных материалов нужно проводить со знанием дела.
Виды щебня — песчаник, известняк, гранитный, гравийный, шлаковый
В зависимости от породы горной массы из которой производится щебень он делится на несколько видов. Также напрямую от исходного материала зависят характеристики щебня: качество щебня, цвет щебня, плотность щебня, стоимость и сфера применения.
По происхождению щебень можно разделить на природный щебень – получаемый из полезных ископаемых залегающих в недрах земли и на искусственный щебень – получаемый при переработке строительных материалов (вторичный щебень), получаемый из отходов угольного и сталеплавильного производства (терриконовый и шлаковый щебень).
Для правильного выбора щебня необходимо знать свойства сырья, из которого получен тот или иной вид щебня.
Щебень песчаник
Щебень песчаник — данный вид щебня производится при разработке месторождений песчаников (кварцито-песчаников). Является наиболее распространенным видом щебня на территории Ростовской области так как на территории области разведано более 80 месторождений песчаников.
Этот щебень имеет отличные физико-химические показатели и приемлемую цену. В зависимости от состава и глубины залегания имеет серый, синий, серо-голубой, желтый или бурый цвет и марку прочности от 200 до 1200 кг/см2.
Щебень известняковый
Щебень известняк – данный вид щебня производится при разработке месторождений флюсовых известняков, имеет белый или бело-серый цвет и марку прочности 800, 1000 кг/см2. Является вторым по объёмам производства на территории Ростовской области, добыча производится на четырех карьерах, расположенных в Тацинском и Белокалитвинском районах области.
Практически весь производимый на этих карьерах известняковый щебень отгружается в другие регионы России на нужды химической, пищевой и металлургической промышленности так как предприятия этих отраслей являются основными потребителями известнякового щебня.
В дорожном строительстве щебень известняк применяется с каждым годом все меньше и меньше так как его показатели не отвечают современным требованиям к материалам для дорожного строительства.
Щебень терриконовый (черный, красный)
Терриконовый щебень — это щебень производство, которого основано на переработке техногенных отходов угольного производства. Угольный щебень имеет низкие показатели прочности, истираемости и морозостойкости.
В зависимости от того перегорела порода в терриконе или нет этот щебень может быть черного и красного цвета. Черный щебень применяется в различных сферах строительства, а вот красный щебень применяется только в декоративных целях.
Щебень гравийный
Гравийный щебень не производится на территории Ростовской области так как сырьем для его производства служит гравий (галька) которая образуется в руслах горных рек. Марка прочности у гравийного щебня колеблется от 600 до 1200 кг/см2, цвет от желтого и синего до разноцветного так как гравий может состоять из окатанных камней различных горных пород, встречающихся на протяжении реки в которой ведется его добыча.
Ближайшим регионом с территории, которого гравийный щебень поставляется в Ростовскую область является Краснодарский край. В Ростовской области щебень из гравия нашел своё основное применение в производстве бетона так как имеет низкие показатели лещадности и минимальную степень водопоглощения по сравнению с щебнем песчаником. Наравне с этим гравийный щебень имеет низкие показатели адгезии в связи с чем применение его в дорожном строительстве не так желательно.
Щебень гранитный
Гранитный щебень является самым качественным из всех видов природного щебня и может применяться абсолютно во всех сферах дорожного строительства, производства бетона, производстве асфальта и других строительных отраслях.
Однако данный вид щебня также не производится в Ростовской области и предприятия, использующие его в своей деятельности вынуждены закупать его в тех регионах где он производится – Северный Кавказ, Урал. В зависимости от состава гранитный щебень имеет серый, красноватый, зеленоватый и другие цвета.
Щебень шлаковый
Шлаковый щебень производится из отходов металлургической промышленности и имеет специфические качественные показатели. В Ростовской области в промышленных масштабах производится всего на двух предприятиях. Шлаковый щебень имеет темно-серый иногда почти черный цвет.
Щебень получаемый из шлаков, образующихся при сталелитейном производстве имеет низкую цену и марку прочности 1200 кг/см2 что несомненно является хорошими показателями.
Однако на ряду с этим шлаковый щебень имеет коэффициент насыпной плотности на порядок больше природного щебня из плотных горных пород, изверженных или метаморфических пород. Это означает что при закупке щебня песчаника и шлакового щебня при одинаковом весе объем будет разный, то есть шлакового щебня придется приобрести больше чем песчаника так как он тяжелее. При этом нивелируется низкая стоимость металлургического щебня. Именно по этой причине этот вид щебенки не получает широкого распространения.
Основными его потребителями являются те предприятия, и частные потребители которые находятся в непосредственной близости от производства этого щебня так как транспортировать куда-либо этот щебень крайне невыгодно.
Щебень вторичный
Вторичный щебень получают при переработке бетона или кирпича. Этот щебень имеет низкую стоимость, относительно хорошие показатели и может применяется в различных сферах строительства.
Однако для промышленного или более-менее постоянного производства данного вида щебня необходимы большие объемы исходного сырья и передвижные дробильно-сортировочные комплексы. Что является основным сдерживающим фактором широкого применения данного вида щебня
В зависимости от сырья вторичный щебень может быть серого цвета если был произведен из бетона или красного если сырьем был кирпич.
Декоративный щебень (цветной щебень)
Декоративный щебень получил свое название не от вида используемого сырья при его производстве, а от того что его принято окрашивать в различные цвета и именно по этой причине его еще называют цветным щебнем.
Этот вид щебня можно производит из любого другого щебня просто окрашивая его в необходимые цвета, а также флуоресцентными красками получая светящийся щебень. Не требует дополнительных сертификатов и паспортов на получаемый щебень.
Разновидности щебня в зависимости от происхождения, технические характеристики
Щебень — одним из видов строительных материалов. В процессе производства осуществляется измельчение разнообразных горных пород. В зависимости от выбранной породы щебень различают по происхождению. Так же стоит учесть, что щебень может отличаться по фракции.
Технические характеристики щебня
Технические характеристики щебня зависят от конкретного вида, используемого в процессе производства материала. Выбирая данный строительный материл, рекомендуется уделять внимание фракции и техническим характеристикам.
Если обратиться к ГОСТу, то там выделяют следующие технические свойства:
1. Устойчивость к морозам. Данное свойство свидетельствует о том, что щебень может подвергаться процессу заморозки и оттаиванию любое количество раз, при этом свойства и структура материала остаются неизменными. Различают три вида щебня: высокоустойчивый, устойчивый и неустойчивый.
2. Уровень прочности. Данный показатель характеризует возможность строительного материала выдерживать определенные нагрузки в процессе эксплуатации. По данным характеристикам щебень бывает: сверхпрочным, высокопрочным, прочным, иметь средний, слабый и очень слабый уровень прочности.
3. Лещадность. Этот показатель является основным и самым важным, так как он показывает наличие ровных граней в общей массе. Щебень бывает: кубовидным, улучшенным, обычным. Самым лучшим считается кубовидный щебень. Обусловлено это тем, что его достаточно легко утрамбовывать, он имеет повышенный уровень прочности. Кубовидный щебень используют для фундамента и в качестве покрытия на дорогу.
Разновидности щебня в зависимости от происхождения
Виды щебня различают по материалу, который использовался в процессе производства. Щебень могут изготавливать из следующих горных пород:
1. Гранит.
2. Гравий.
3. Известняк.
4. Шлак.
5. Сланец.
6. Вторичное сырье.
Гранитный щебень
Во время производства гранитного щебня за основу берется гранитный горный массив. У данного вида щебня наблюдается оттенок красного цвета, грани неровные. Неровные грани являются основным преимуществом строительного материала, так как благодаря этому качеству щебень надежно сцепляется с цементно-бетонной стяжкой, что способствует повышению уровня прочности.
На сегодняшний день производители гранитного щебня поставляют несколько видов материала, который отличается между собой фракцией. Размер крупного помола у гранитного щебня может варьироваться от 1 до 130 миллиметров. Благодаря своим техническим характеристикам, данный вид щебня является самым востребованным в строительстве. Область применения строительного материала полностью зависит от размера фракции.
Гравийный щебень
Щебень из гравия можно получить несколькими способами:
1. Путем просеивания карьерных пород.
2. Осуществляется взрыв в каменных скалах.
Данный щебень имеет различный фракционный состав и напоминает серую массу. Во время изготовления щебня производители руководствуются ГОСТом, в котором прописаны все требования и технические характеристики, которым должен отвечать готовый материал. Если сравнивать с гранитным щебнем, то гравийный имеет меньший уровень прочности, что значительно сужает область применения.
Самую высокую прочность материала имеет марка М1200. Несмотря на то, что гравийный щебень уступает другим разновидностям по прочности и внешнему виду, это не мешает ему иметь ряд существенных преимуществ. Добыча данного вида щебня осуществляется легче, не требуется больших вложений. Так как прочность скальных пород хуже, то для добычи гравия можно обойтись оборудованием меньшей мощности. Так как гравий достаточно популярен, то это значительно уменьшает его стоимость.
Известковый щебень
Данный вид щебня используется для строительства тех сооружений, конструкции которых не предполагают больших нагрузок. С его помощью производятся штучные железобетонные изделия. При этом необходимо понимать, что такие изделия больших нагрузок не выдерживают. Добычей известкового щебня занимаются в карьерах. Так как материал является довольно распространенным и востребованным, то благодаря этому он имеет приемлемую стоимость.
В результате того, что прочность материала остается минимальной, то область применения меньше, чем у гранитного либо гравийного материала. Данный вид щебня используют для строительства тех дорог, где уровень нагрузки будет минимальным. Так же его могут использовать как основное сырье для изготовления соды, извести и удобрений. Строительный материал поступает в продажу с 3 видами фракций: от 5 до 20, от 20 до 40 и от 40 до70 миллиметров.
Шлаковый щебень
Данный щебень считается самым доступным строительным материалом, который получают из отходов, предоставляемых металлургическими и химическими промышленностями. Плотность материала гораздо выше, чем у гранитного щебня. При этом стоит учитывать, чем выше плотность, тем большей массой обладает материал, что в строительной сфере является существенным недостатком. Так как шлаковый щебень имеет достаточно высокий коэффициент поглощения влаги, то не рекомендуется использовать его для строительства зданий и сооружений, которые будут часто контактировать с водой.
Сланцевый щебень
Такой щебень получают из пород, имеющих вулканическое происхождение. Сланцевый щебень имеет продолговатую вытянутую форму. По цвет бывает:
• желтый;
• коричневый;
• серый;
• зеленый.
Сланец используют как в строительстве, так и для производства отдельных материалов. Например, существуют такие породы, которые в процессе раскалывания способны образовывать тонкие пластинки. Такие пород сланца используются для отделки кровли.
Вторичный щебень
Сегодня вторичный щебень начинает набирать популярность. Данный вид получается благодаря дроблению строительного мусора. Зачастую используются монолитные конструкции, из которых предварительно удаляется армирующая сетка.
Возможно, вас заинтересует:
Испытание бетона
Увлажнение бетона
Оборудование для производства бетона
Гравий и щебень — необходимые в строительстве наполнители. Отличия и области применения
Материалы, получаемые из горной породы, представляющие собой твердые частицы различной величины, по сути — фрагменты камня различного происхождения, гравий и щебень имеют принципиальные отличия. Высокая ценность этих материалов в строительном деле заставляет обращать внимание на их свойства, которые могут во многом зависеть от происхождения, типа исходной породы, формы, размеров и прочностных характеристик зерен.
Возможность применения щебня и гравия в строительной практике, ландшафтном дизайне и дорожном деле определяется его составом, размерами фракции и показателем лещадности. Чем ближе форма зерен к кубической, тем выше ценность материала для строительства и производства бетона.
Для крупных строительных проектов, связанных с необходимостью формировать бетонные монолитные конструкции, подходит щебень гранитный 20-40 с показателем лещадности 5 — 15 %. Для формирования фундамента и заливки конструкций в индивидуальном строительстве применяется щебень фракции 10-20, причем часто из соображений экономии покупают материал известнякового происхождения.
Отличия щебня от гравия — основные признаки
Один из самых частых вопросов — это отличия щебня от гравия, определяющие их свойства и возможности использования.
Эти отличия можно перечислить на наглядном примере, представив себе зерна материала — большинство основных черт и признаков видны невооруженным глазом:
- форма зерна — гравийные частицы, тысячелетиями подвергавшиеся естественным воздействиям, всегда округлы, их обтачивает и шлифует вода, ветер, трущийся о камни песок;
- относительное единство породы свойственно именно щебню, который получают, подрывая и измельчая механическим способом массивы горных пород;
- признак лещадности — это соотношение кубических, пластинчатых и игольчатых частиц в массиве, свойственное щебню, качество которого растет с увеличением количества кубических зерен;
- путь добычи — гравий представляет собой результат естественного процесса, щебень — продукт промышленного разрушения и измельчения исходной породы.
Основной показатель, составляющий ценность щебня в строительной практике, связанной с бетоном — это форма зерна. Гранитный щебень низкой лещадности на 85 — 95 % состоит из кубиков. В таком массиве мало частиц в виде пластинок или заостренных обломков, которые не дают эффекта предсказуемо высокой плотности при заполнении бетонного монолита.
Применение щебня в строительной практике
Щебень, добытый из “рваного камня” разрушенных взрывом горных пород, может иметь разный состав. Наибольшую строительную ценность составляет материал из гранита и базальта. Это породы вулканического происхождения, имеющие максимальные показатели прочности и минимальную водопроницаемость. Соответственно, они обладают высокой морозостойкостью — как правило гранитный и базальтовый щебень спокойно переносят до 350 циклов замораживания.
Известняковый щебень имеет осадочное происхождение, потому и меньшую прочность. Его свойства позволяют использовать средние и крупные фракции в строительстве, если проект не предусматривает значительных нагрузок на фундамент и бетонные монолиты стен. Мелкие фракции пригодны для отсыпки дорог и площадок, но с ограниченной весовой нагрузкой и пропускной способностью. Для строительства и формирования мощных насыпных оснований имеет смысл купить щебень 40 — 70, а для использования в фундаментом монолите легкого строения — фракции 10-20 и 20-40 щебня осадочного происхождения.
Гравий — области применения и свойства
Гравий, добытый на карьерах — результат разрушения горной или осадочной породы в ходе водной, ветровой или песчаной эрозии, естественного разрушения и измельчения исходной породы. Гравийные месторождения как правило располагаются в существующих или пересохших водоемах, куда поток воды тысячелетиями приносит обточенные, естественно скругленные камушки.
В процессе добычи и переработки гравия его разделяют на фракции, пропуская последовательно через сита с разной величиной ячейки. Размеры фракций в пределах одного месторождения отличаются незначительно, как и состав массива, который принято различать как горный озерный, морской, ледниковый и речной. Чем больше зерна провели в текучей воде, тем более округлой будет их форма.
Гравийный камень может иметь высокую прочность, если исходная порода — гранит, базальт, полевые шпаты и прочие вулканические выбросы. Показателем прочности служит уровень истираемости зерен, помещенных в барабан с металлическими шарами, которые вращаются в процессе испытания
Размеры фракций и прочие характеристики гравийного массива определяются по нормам ГОСТ 8269.0-97. Для экономии допускается смешивание разных фракций, если гравий используется в декоративных целях, где его прочность и плотность укладки не окажут влияния на качественные характеристики строений или оснований. В формировании бетонных монолитов применение гравия нежелательно — его зерна без граней не могут создать внутреннюю структуру, придающую бетонной отливке заданную прочность.
В зависимости от типа материала морозостойкость гравия может достигать 400 циклов, а вот показатель лещадности к нему практически неприменим — форма зерен очень разнообразна.
Разница в стоимости гравия и щебня
Цена щебня за 1 м3, отражает весь комплекс его свойств, преимуществ и возможностей использования. В ней учитывается и довольно дорогой процесс добычи, при котором скальные породы первоначально разрывают взрывами, потом перемещают крупные обломки на дробление, и только потом отсеивают, разделяя на фракции и определяя лещадность и прочность.
В современном проектном строительстве наполнитель из гранитного щебня применяется в составе бетонного раствора, а материал в чистом виде используется для создания дренирующих оснований и подушек. Мелкие фракции активно используются при создании дорожного полотна. В отдельных случаях допускается применение бетонного дробленого щебня вторичного происхождения и гравийного камня, но как правило такие основания и дренажи не рассчитаны на высокую прочность и большой вес конструкции.
Похожие услуги
Подводно-технические работыОбладая необходимыми средствами, механизмами и строительной техникой, специалисты компании «Флот Неруд» производят любые подводно-технические работы. Методы, особенности и характер водолазного обследования во многом зависят от поставленных заказчиком целей. Обладая необходимыми средствами, механизмами и строительной техникой, специалисты компании «Флот Неруд» производят любые подводно-технические работы. Методы, особенности и характер водолазного обследования во многом зависят от поставленных заказчиком […]
SDLG: спецтехника высокого качестваКомпания SDLG является одним из крупнейших производителей спецтехники в Китае. По объемам производимой продукции она уступает только таким брендам, как XCMA, Liugong, Longgong. В течение последних пяти лет SDLG входит в пятьдесят лучших изготовителей фронтальных погрузчиков. При этом дата основания этой компании – 1972 год. Компания SDLG является одним из крупнейших производителей спецтехники в Китае. […]
Разработка котлована и вывоз мусораОдним из видов строительных работ, которые часто проводятся, является разработка котлованов. Обустройство котлована – трудоемкий строительный процесс. Во многом от качества проведения работ на данном этапе зависит будущее строительства. Кроме того, необходимо учитывать то, что котлован и вывоз грунта – два неразрывных понятия, поэтому необходимо позаботиться не только о планировке строительной площадке, но и о […]
Щебень в СПБ | 5х20, 20х04 | Цена от 690 руб., м3
Почву уплотняют щебнем перед началом укладки фундамента или обустройством прочных тропинок в садах. Это даёт хороший контакт между основанием дома и нижним слоем фундамента. Несущие свойства почв доводятся до тех показателей, которые указаны в документации. Гидровибрирование, глубинная утрамбовка, технологии вибрации активно применяются в этом случае.При утрамбовке почвы щебнем важно иметь при себе следующие приспособления:
- Кирпичный щебень.
- Вода.
- Земля.
- Плита.
- Известь.
- Каток.
- Гидровиброуплотнитель.
- Щебень.
- Бульдозеры или экскаваторы.
Состав грунта для выбранного участка в обязательном порядке исследуют перед началом работ. Для этого почву бурят на небольшую глубину, потом делают заборы.
Подготовку поверхности выполняют дальше, если противопоказания не обнаружены. Для этого начинают с раскопки рва или траншеи. Строительную технику применяют при большой площади обработки. В случае с частным домом допустимо использовать даже обычные лопаты. Отдельно определяют свойства грунта, в зависимости от чего потом материал осушают или увлажняют. По бокам котлована и в углах всё фиксируют, чтобы не было никаких лишних движений.
Существуют тяжёлые методики, при которых глубина может достигать 1,5-2,5 метров. Но такие работы требуют материала в больших количествах, вплоть до десятков тонн. Трамбовку проводят до тех пор, пока основание не прекратит проседать.
Метод вибрирования при уплотнении актуален для песчаных почв. Применяются специальные виброплиты, достигающие глубины до 0,5-1 метра.
Уровень влажности почвы тоже играет важную роль в процессе уплотнения. Если консистенция грунта слишком жидкая, то он будет просто прилипать к поверхности специальных приспособлений. На дно котлована засыпают разные виды материалов:
1. Известь.
2. Сухая земля.
3. Кирпичный щебень.
После использования этих материалов трамбовку продолжают. Можно выделить время, чтобы просушка траншеи шла естественным образом. За сутки до начала работ всё заливают водой, если материал слишком сухой.
Технология гидровибрирования актуальна, когда уплотнение должно быть глубинным. В почву на 2 метра погружают блоки гидровиброуплотнителей. Вибрационное воздействие на землю продолжается на протяжении следующих 20-30 секунд. Увлажнение грунта организуется одновременно с работой агрегата. При таком подходе почва становится подвижной, её утрамбовка проходит более эффективно. Когда время закончится, блок просто извлекают, хотя вода продолжает поступать.
Декоративный щебень с разными цветами оформления заслуживает отдельного внимания. На приусадебных участках его применяют для создания необычных клумб и других элементов ландшафтного дизайна. Такая работа практически не требует дополнительных навыков и инструментов.
Например – при небольших площадях участков достаточно очистить всё от сорняков и распланировать порядок проведения работ. Потом берут мешочек с цветным щебнем, распределяют его по территории. 2-3 сантиметра – стандартная толщина слоя. Для дополнительного декорирования используют бордюры.
При помощи декоративного щебня можно создавать более серьёзные и сложные композиции. Но для этого лучше приглашать на территорию ландшафтного дизайнера.
Работы в этом случае будут включать в себя следующие несколько действий:
- Исследование грунта в лабораторных условиях.
- Формирование песчаной подушки.
- Трамбовка.
- Укладка агроволокна.
- Повторная засыпка песка.
- Укладка цветного щебня.
На агроволокне создают специальные рисунки, используя маркеры. Потом проводят установку арочных уголков. Для фиксации в грунте применяют металлические штыри. Уникальная и подробная графика создаётся при помощи особой конструкции уголка. Благодаря уголкам щебень разного цвета не перемешивается с другими аналогами. Это надолго сохраняет общую композицию. Можно использовать другие элементы для придания конструкции завершённого вида.
Виды щебня – классификация: описание и фото
Главная > Часто задаваемые вопросы > Виды щебняЩебень – это сыпучий материал в виде камней, являющийся продуктом дробления сырья с последующим просеиванием через сита. Это один из базовых материалов, используемых в строительных, дорожных, ландшафтных работах.
Щебень бывает разных видов в зависимости от нескольких факторов.
Классифицировать материал можно:
- По происхождению
- По фракции
- По способу постобработки
От этой классификации напрямую зависит возможность применения щебня в тех или иных работах. Поэтому ниже мы подробно опишем каждую.
Виды щебня по происхождению
Щебень – искусственный материал. Для того, чтобы его получить, сначала в карьерах добывают горную породу, затем ее дробят. Это может быть сделано с разными целями и различными способами.
Во-первых, добыча горной породы на щебень может быть:
- Целенаправленная
- Побочная
В первом случае сырье специально добывают на щебень, во втором – на щебенку перерабатывают отходы, оставшиеся после основного производства (например, после распилки породы на плиты).
Если говорить о способах, то здесь добыча может происходить:
- Взрывным методом
- При помощи вертикальных пил
- При помощи камнерезных машин
- При помощи алмазных нитей
- Ручным методом
Чаще всего сырье добывают первым способом – при помощи взрывчатки. Затем обломки горной породы погружают в дробильные установки, и на выходе получается щебенка. Далее ее просеивают, делят по фракциям, возможно, подвергают постобработке. Остальные методы применяют, в основном, для добычи сырья на производство. Подробнее об этом читайте на странице Добыча щебня.
Независимо от цели и способа добычи, для классификации щебня по происхождению важную роль играет вид горной породы.
Итак, в зависимости от исходного сырья щебень бывает:
- Гранитный
- Диоритовый
- Габбро
- Базальтовый
- Долеритовый
- Диабазовый
- Известняковый
- Мраморный
- Серпентинитовый
- Кварцевый
- Кварцитный (кварцитовый)
- Гравийный
- Доломитовый
- Сланцевый
- Амфиболитовый
- Пироксенитовый
- Шунгитовый
- Андезитовый
- Керамзитовый
- Аглопоритовый
- Перлитовый
- Вторичный
- Шлаковый
- Гипсовый
Теперь подробнее о каждом.
Гранитный щебень
Гранит – это прочная магматическая горная порода, которая возникла в результате затвердевания и кристаллизации магмы. Этот процесс занимает миллионы лет. Поэтому неудивительно, что щебень, изготавливаемый из такой породы, обладает отличными характеристиками. К тому же, гранит – это уже не просто вид материала, а знак качества, означающий надежность и долговечность.
Визуально отличить гранитную породу от другой достаточно просто – благодаря специфическому окрасу. Гранит имеет неоднородный серый цвет с многочисленными черными (темно-серыми) и белыми мелкими вкраплениями.
Гранитный щебень обладает высокой прочностью, способен выдержать повышенные механические нагрузки и перепады температур. Поэтому его применяют повсеместно. Эта горная порода в принципе является одной из самых популярных разновидностей. Она широко распространена в земной коре и слагает основание большей части всех континентов.
В Свердловской области щебень из гранита – уже бренд.
Диоритовый щебень
Диоритовый щебень – результат дробления магматической горной породы диорит. По своим характеристикам он практически не уступают граниту, а также внешне очень похож на него. У него тот же пятнистый черно-белый окрас, с серыми, возможно зелеными вкраплениями.
Как тогда визуально отличить диорит от гранита?
На самом деле, отличие есть. Так, граниту присущ окрас светло-серого цвета, и при близком рассмотрении видно, что вкраплений белого цвета значительно больше, чем темных. А у диорита – ровно наоборот. Поэтому, в целом, такой щебень выглядит темно-серым, иногда может иметь коричневый оттенок.
Многие поставщики пользуются этим сходством и иногда продают диоритовый щебень, выдавая его за гранитный. Это связано с тем, что диорит стоит дешевле своего близнеца. Поэтому будьте внимательны.
Щебень габбро
Габбро – это глубинная магматическая порода, сформированная в условиях высокого давления и высокой температуры. В своем составе она практически не содержит кварца, и это определяет ее темный окрас. Габбро может иметь оттенки от темно-серого до практически полностью черного.
Месторождения габбро расположены по всему миру: в Европе, Северной Америке, Австралии и даже Африке. В России эта порода распространена преимущественно в Карелии и на Урале.
И здесь нужно сделать одно важное уточнение. Дело в том, что габбро имеет два совершенно разных назначения. Основное – это производство облицовочных материалов и плит. Для этого используется порода благородных темных, почти черных оттенков. Как правило, такой материал имеет очень высокую стоимость, а сырье для него добывают на карьерах с большой глубины. Так, например, австралийское габбро является одним из самых ценных представителей данной породы.
Но габбро также широко используется в строительстве (подробнее об этом читайте в статье Щебень для строительства). Правда, здесь речь идет уже о совершенно другом по своему внешнему виду материале. Его добывают на карьерах открытым способом (то есть, практически с поверхности). Сырье имеет серый оттенок и, в силу отсутствия особых декоративных свойств, сразу же дробится на щебень разных фракций.
Чем отличается габбро от других видов щебня?
На первый взгляд, разница не очень заметна, поэтому габбро можно спутать с каким-то другим щебнем. Впрочем, если присмотреться, то отличия видны даже невооруженным глазом. Порода габбро имеет однородный серый цвет без вкраплений. На крупных фракциях может просматриваться рисунок в виде тонких прожилок более светлого цвета.
Если с визуальным определением могут возникнуть затруднения, то существует беспроигрышный тактильный способ распознать габбро. Вам понадобятся пылевидные частицы, которыми покрыт щебень. Необходимо собрать эту пыль на подушечки пальцев и сделать растирающее движение подушечкой большого по указательному и среднему пальцам. И только если это габбро, вы ощутите гладкость, мягкость, движения будут скользящими, «мыльными».
Базальтовый щебень
Базальт — магматическая горная порода, которая образовалась в результате извержения вулкана. По одной из версий, ее название происходит от эфиопского слова, означающего «содержащий железо».
Базальт может быть черного, чаще серого цвета, иногда с зеленоватым оттенком стекловатой или порфировидной структуры. Последняя образовалась в процессе попадания в лаву минералов. При застывании минералы остались в породе и сформировали вкрапления разного цвета. Так, оливин придает частичкам желто-болотный цвет, плагиоклаз — белый, пироксен — черный.
Базальтовый щебень обладает высокой прочностью и гибкостью, термоустойчив. Благодаря своим характеристикам он превосходит даже «эталонную» гранитную разновидность.
Щебень этой породы является в принципе одним из самых прочных. Его показатели по прочности варьируются в диапазоне от М1200 до М1600. Кроме того, у базальтового камня один из самых высоких параметров по морозостойкости – F400. Это значит, что он спокойно выдержит 400 последовательных циклов заморозки и оттаивания без потери качественных характеристик. По истечении этого срока материал также не разрушится и прослужит еще очень долго. Иными словами, конструкции из такого щебня будут сохранять свою прочность не одну сотню лет.
Чаще всего материал применяют в строительных и дорожных работах.
Например, его используют в качестве:
- Крупного заполнителя в высокопрочном бетоне
- Подушки под фундаментами многоэтажных зданий
- Основания под федеральными трассами
- Отсыпки балластного слоя при прокладке железных дорог
- Облицовочного материала
Большинство месторождений базальта находится в США, Индии и на Гавайских островах. На территории России залежи этой породы можно встретить в Забайкалье, Камчатке и Алтае. В окрестностях Екатеринбурга базальтовых карьеров нет. Ближайшее к нам месторождение расположено в Курганской области, поэтому данная продукция на местном рынке не встречается.
Тем не менее, иногда этот щебень можно найти в районе Каменск-Уральского. Некоторые поставщики также готовы привезти базальтовый камень в Екатеринбург. Но стоит учитывать, что цена на такой щебень будет очень и очень высокой. Переплачивать за него не имеет смысла.
Почему так?
Во-первых, базальтовый карьер находится в 142 километрах от Екатеринбурга, и поэтому самым дорогим будет не сам материал, а его транспортировка до вашего объекта. Во-вторых, прочность базальтового щебня из близлежащего к нам карьера – всего М1200. Для базальта это далеко не предел.
Для сравнения, прочность щебня из других пород в нашем регионе:
- Гранитного – от М1000 до М1400
- Амфиболитового – М1200
- Серпентинитового – от М1200 до М1400
- Диоритового – М1400
Это значит, что в окрестностях Екатеринбурга можно без труда найти и более прочный щебень по цене ниже.
В-третьих, базальтовый материал, который продают на границе Свердловской и Курганской областей, имеет непримечательный светло-серый, местами бежевый цвет. Поэтому он не особо востребован и в ландшафтном дизайне. Альтернативной в этих работах ему служит декоративный мраморный камень (о нем мы расскажем чуть ниже в нашей статье).
Таким образом можно сделать вывод, что базальтовый щебень хоть и является прочным строительным материалом, он не лучший в нашем регионе по соотношению цены и качества.
Долеритовый щебень
Долеритовый щебень – это дробленый материал из полнокристаллической мелкозернистой магматической вулканической горной породы. Магматический аналог долерита – базальт. Зачастую они настолько похожи друг на друга внешне, что отличить их можно только после лабораторного исследования.
Долерит обладает отличными прочностными характеристиками. У него плотная и массивная текстура, кристаллическая структура. Он широко распространен в океанской коре, складчатых областях, на траппах и разных плато. Чаще всего долерит имеет темно-серый цвет, но может быть еще темнее или светлее – в зависимости от примесей разных минералов.
Используют долерит обычно как строительный и облицовочный материал. Также его берут для каменного литья, мощения улиц, изготовления больших столов прецизионных измерительных приборов, в архитектуре и даже ювелирном искусстве.
Долеритом, добытым в Крыму, вымощена, например, Красная площадь в Москве. Из этого же материала (именно крымского) построен Воронцовский дворец в Алупке (Крым). Также из долерита возведен знаменитый Стоунхендж (Англия).
Диабазовый щебень
На многих сайтах можно встретить такое утверждение, что диабаз – это якобы устаревшее название долерита. Так считают и многие зарубежные ученые. Тем не менее, диабаз принято выделять в отдельный подвид.
Основные магматические аналоги диабаза – базальт и долерит. Он близок к ним по минеральному и химическому составам. Для диабаза тоже характерны высокие твердость и прочность. Щебень из диабаза чаще имеет темный цвет: темно-серый (почти черный), темно-зеленый, зеленовато-черный.
Залежи диабазовой горной породы широко распространены по всему миру. Так, они есть на Кавказе, в Карелии, Крыму, Сибири, а также на Украине, Великобритании, Соединенных Штатах Америки, Скандинавии, Франции, Германии. В Карелии, например, есть такая разновидность этой породы как габбро-диабаз. Она высоко ценится в нашей стране.
Основное применение высокопрочного щебня из диабаза – строительство автомобильных и железных дорог, бетонные работы. Также его берут в качестве сырья для износостойкого и кислотоупорного каменного литья.
Известняковый щебень
Известняк – осадочная горная порода, которая состоит по большей части из карбоната кальция (CaCO3; он в свою очередь является, например, основой мела). Может иметь органическое или хемогенное происхождение. В первом случае известняк получился благодаря сцементированию ракушек и скелетов кораллов (тогда его называют ракушечник), во втором – образован путем сложных химических реакций.
Конечно, известняк никогда не сможет тягаться по характеристикам с горными породами, образованными в процессе выхода на поверхность и застывания магмы. Поэтому, наравне с невысокими показателями свойств, известняковый щебень имеет справедливо низкую цену.
Цвет у известняка бывает разный:
- Белый
- Светло-серый
- Коричневый (ближе к рыжему, за счет содержания примесей глины)
Несмотря на отличие в цвете, все они имеют однородную структуру с очень слабо выраженной фактурой. В породе практически отсутствуют вкрапления других цветов и блестящих кристаллов. И, в отличие от других видов, известнякам присуща матовость.
Мраморный щебень
Мрамор относится к метаморфическим (измененным) горным породам. Щебень из него пользуется большой популярностью среди ландшафтных дизайнеров. Особенно ценится за свою красоту.
И если по техническим характеристиками мраморный щебень проигрывает большинству других разновидностей, то по внешним данным он не имеет конкурентов.
Взять хотя бы его расцветку. Наиболее распространены следующие оттенки материала:
- Белый
- Серый
- Желтый
- Розовый
- Черный
Вся палитра очень широка, в ней есть и комбинации (например, серый с голубоватым).
Серпентинитовый щебень
Само слово «серпентинит» произошло от латинского «serpens», что означает «змея». Отсюда – второе название серпентинита – змеевик. Он относится к метаморфическим горным продам. В отличие от других представителей этих пород, серпентинит отличается высокими характеристиками и по показателям близок к магматическим горным породам.
Бывает, что некоторые путают этот материал и гранит. Визуально узнать серпентинит достаточно просто. В отличие от гранита, он имеет более темный серый цвет. На крупных фракциях легко различим зеленый оттенок. По структуре змеевик более однороден, с менее выраженной, по сравнению с гранитом, фактурой. При ближайшем рассмотрении становится виден рисунок с вкраплениями, напоминающий гранит. Но, в отличие от последнего, здесь крапинки не белого оттенка, а зеленого цвета.
Кварцевый щебень
Кварцевый щебень получают путем дробления минерала кварц. Это, пожалуй, самый необычный вид щебня – потому что для его производства используют не горную породу, а минерал.
Материал пользуется спросом среди ландшафтных дизайнеров и часто применяется в качестве декоративного элемента (подробнее об этом читайте в статье Щебень для ландшафтного дизайна).
Визуально отличить кварцевую разновидность от других видов щебня не составит труда. Она может иметь цвет от белого до бело-желтого. К тому же, кварц выделяется среди других материалов своей структурой. Так, щебень из горных пород будет иметь шероховатую поверхность, зернистую, а щебень из минерала – гладкую.
Помимо цвета, кварц легко отличить по внешнему виду: он представляет собой слегка прозрачные и блестящие кристаллы.
Кварцитный (кварцитовый) щебень
Кварцитный, или кварцитовый щебень – результат дробления одноименной метаморфической горной породы. Она считается очень прочной и сложной для обработки.
Основу кварцита составляет кварц и примеси разных минералов. Поэтому цвет у материала чаще светлый: белый, серый, возможны различные оттенки. Его применяют в строительной сфере, при прокладке дорог, возведении промышленных и производственных сооружений.
Также кварцит нашел применение в декоративных и облицовочных работах. Его даже относят к полудрагоценным поделочным камням. Для сравнения, к этой же группе принадлежат нефрит, розовый кварц, лазурит, малахит и горный хрусталь.
Гравийный щебень
Сырьем для гравийного щебня служит осадочная порода с невысокими характеристиками. Гравий образовался в результате естественного разрушения горных пород и минералов разной крупности. Он может быть горным, озерным, морским, речным и ледниковым.
Что касается прочности гравийного щебня, то он прочнее известнякового, но сильно уступает гранитному. Однако этот материал может похвастаться низкой радиоактивностью и невысокой ценой. Он не дробится и не истирается в процессе эксплуатации.
Гравийный щебень имеет большую популярность в регионах, где отсутствуют месторождения магматических, метаморфических пород. Добыча гравия осуществляется в руслах рек Камы, Енисея, Иртыша. В Свердловской области материалы из гравия не популярны, так как являются побочными изделиями при производстве песка.
Доломитовый щебень
Исходным сырьем для этого вида щебня выступает осадочная карбонатная горная порода, на 95% состоящая из доломита – природного минерала. Он по свойствам напоминает известняк, но отличается прочностью и износостойкостью. В то же время он достаточно хрупкий и легко царапается. Доломитовый щебень ценят за морозостойкость, устойчивость к огню и воде.
Доломит имеет чаще всего ромбовидную форму со свойственной ему искривленностью на гранях. Обычно он прозрачного, белого или желтоватого цвета со стеклянным блеском или матовый. В зависимости от примесей может быть серого, зеленоватого или розового оттенка. Поэтому материал часто берут ландшафтные дизайнеры.
Добывается доломит в США, Канаде, Швейцарии и Украине. В России месторождения расположены вдоль западного и восточного склонов Урала, на Кавказе, в Карелии и Поволжье.
Сланцевый щебень
Сланец — это горная порода вулканического происхождения. Она может располагаться как на поверхности, так и под водой. От этого во многом зависят характеристики материала. Особенно сильно сланец различается по прочности. Один материал отлично сохраняют форму при высоких нагрузках, а другой — разрушается даже при минимальном физическом воздействии.
Щебень, полученный из этого сырья, может быть желтого, коричневого, серого, черного или зеленого цвета с маслянистым или матовым блеском. Сланцевый щебень легко отличить от других разновидностей. Для него характерна приплюснутая форма; он напоминает тонкие пластинки.
Добывается сланец в США, Австрии, Китае, на Британских островах. В России крупные месторождения находятся на Урале, Северном Кавказе, а также в Мордовии и Чувашии.
Чаще всего сланцевый щебень используется при проведении кровельных работ, может применяться в производстве ЖБИ и в строительстве. Нашел он место и в дизайне ландшафта: из него создают дорожки и элементы декора.
Амфиболитовый щебень
Амфиболит – метаморфическая порода, немного похожая на гранит. Ее можно отличить по слоистой текстуре и разным цветам, зависящим от химического состава образца. Структура у амфиболита зернистая, с размером зерна от 1 до 3 мм. Чем более выражена слоистость минеральных составляющих, тем более декоративным считается материал.
Амфиболиты состоят почти из трети известных минералов. Породообразующими являются роговая обманка и плагиоклаз (до 50% всего состава). Остальную часть слагают различные сочетания минералов. В основном это отражается на окраске.
По наличию примесей принято выделять 7 видов:
- Гранатовый – за красноватый оттенок отвечает наличие граната
- Кварцевый – из-за кварца может быть светлее собратьев
- Эпидотовый – примеси дают зеленый, синеватый и коричневый оттенки
- Цоизитовый – содержит розовые вкрапления
- Скаполитовый – может иметь голубые, желтые или оранжевые тона
- Биотитовый – окрашен в темно-зеленый, темно-бурый и почти черный
- Кианитовый – в основном синие и редко фиолетовые вкрапления
Наиболее ценится амфиболит с вкраплениями граната, который используется в качестве облицовочного материала.
На Урале данная порода не может похвастать разнообразием расцветок. Амфиболит имеет либо светлую, либо темную неравномерную серо-зеленую окраску с белыми параллельными штрихами. Структура и текстура тоже выражены невнятно, поэтому такой материал используют для производства щебня.
Месторождения амфиболита встречаются в Карелии, также скопления породы есть на берегу Гудзонова залива, на Кольском полуострове, Приазовье, в Альпах и в районе Уральского хребта.
Пироксенитовый щебень
Пироксенит – глубинная магматическая горная порода. Она имеет вулканическое происхождение, то есть образовалась в результате застывания лавы на поверхности земли. Ее породообразующий минерал – пироксен.
Цвет пироксенита обычно серый, бурый, черный, может быть с зеленоватым оттенком – все зависит от примесей других минералов. Характерной особенностью внешнего вида материала можно назвать своеобразный блеск, не свойственный щебню.
Интересный факт о пироксените: рядом с этой породой часто находятся залежи драгоценных руд (в основном платины), а также хромовые и никелевые руды, месторождения асбеста.
Шунгитовый щебень
Шунгит – это горная порода, которая по составу и своим свойствам занимает промежуточное положение между антрацитом и графитом. По структуре шунгит очень похож на последний. Образовался он несколько миллионов (возможно и миллиардов) лет назад из органических отложений пресноводных водоемов.
Шунгитовый щебень имеет серый, черный, реже коричневый цвет. Материал нашел свое применение в металлургии. Также шунгит используют для производства легкого пористого заполнителя бетона – шунгизита.
Крупнейшее в России месторождение шунгита находится в Карелии.
Андезитовый щебень
Его получают из магматической вулканической горной породы. Название «андезит» происходит от Анд – горной системы Южной Америки. Порода имеет серый, темно-серый или черный цвет.
Применяется андезитовый щебень в основном в строительстве. Кроме того, его используют для изготовления кислотоупорных материалов, каменных плит.
По внешнему виду андезит может быть очень похож на диорит. И это не удивительно: обе породы имеют схожее происхождение. Их отличие лишь в том, что андезит образовался в результате застывания лавы на поверхности, а диорит сформировался на глубине. Еще одно незначительное отличие – зернистость. Диорит считается крупнозернистой породой, а андезит – мелкозернистой, с большим количеством минеральных включений.
Керамзитовый щебень
Керамзит – это искусственный материал, который получают путем обжига глины. Его легко узнать по внешнему виду – округлым коричневым гранулам разных размеров. Особо крупные частицы дробят на щебень.
Основные работы, в которых востребован керамзитовый щебень, – приготовление бетона, оборудование звуко- и теплоизоляции, утепление грунтов и растений.
Аглопоритовый щебень
Аглопорит очень похож на керамзит. Его отличие состоит в том, что для его создания обжигают не глину, а глинистые породы и грунты (суглинок, супесь, лёсс). Кроме того, сырьем для аглопорита служат различные отходы промышленности, в том числе содержащие топливо.
Аглопорит в основном используют как пористый заполнитель для бетонов, им делают теплоизоляционные засыпки. Материал может быть реализован в виде гравия или щебня (дробленного крупного гравия).
Перлитовый щебень
Перлит – горная порода вулканического происхождения. Образовалась она следующим образом: кромка лавы, выходя наружу и соприкасаясь с земной поверхностью, быстро охлаждалась и застывала. Вот эта застывшая кромка – так называемое вулканическое стекло. В дальнейшем, под воздействием подземных вод, происходит гидратация материала, или присоединение к его ионам и молекулам молекул воды. Результат гидратации – перлит.
Из перлита получают щебень и песок. Для этого сырье измельчают и подвергают термической обработке. На выходе получается красивый белоснежный материал. Мелкофракционный перлит – это песок, а частицы побольше – щебень.
Наряду с керамзитом и аглопоритом, перлитовый щебень используют в приготовлении бетонных и теплоизоляционных растворов.
Вторичный щебень
Материал имеет не природное происхождение. Его получают при переработке отходов строительных материалов (в первую очередь, кирпича, бетона). Большие куски в этом случае дробят на более мелкие.
Отличие этого материала от других также в том, что прочность у вторичного щебня невысокая. Зато его реализуют по достаточно низкой цене. Он может быть использован в неответственных работах.
В Свердловской области вторичный щебень в больших объемах не производится.
Шлаковый щебень
Шлаковый материал также не относится к видам щебня из горных пород. Его получают путем дробления отвальных металлургических шлаков. Он имеет низкую цену, но ограничен в применении из-за 3 класса опасности продукта (умеренно опасное вещество). Поэтому используется он редко.
Гипсовый щебень
Гипс – осадочная порода, состоящая в основном из минерала и обладающая очень невысокой прочностью. Гипсовый камень (или гипсовый щебень) – это продукт измельчения породы. Материал не является щебнем в прямом смысле этого слова, не может использоваться повсеместно, как, например, гранитный камень. Для этого у него слишком слабые характеристики. А щебнем гипсовый камень называют в первую очередь благодаря форме его частиц. В дальнейшем именно эти камни перерабатывают на более мелкие фракции или измельчают в порошок.
Гипс используется очень широко: в строительстве, производстве, сельском хозяйстве, химической, цементной, керамической, текстильной, бумажной, сельскохозяйственной отраслях. Популярны вяжущие вещества на основе гипса.
Мы рассказали о видах щебня в зависимости от исходного сырья. Следующая классификация – разделение материала по размеру.
По фракции
Фракция – это маркировка зерен щебня по их размеру. Она измеряется в миллиметрах – в пределах от самого мелкого до самого крупного. Разделение щебня по фракциям происходит сразу после дробления горных пород. Для этого дробленная порода просеивается на специальных ситах (грохотах).
Выделяют следующие основные фракции щебня:
1. Мелкие:
- 3-5
- 3-8 (еврощебень)
- 3-10
- 5-10
- 5-15
- 5-20
- 5-25
- 10-15
- 10-20
- 15-20
2. Средние:
3. Крупные:
- 40-70
- 40-80
- 70-120
- 80-120
- 70-200
Данный параметр влияет на стоимость материала и возможность применять его в тех или иных работах. Так, например, областей применения у мелких фракций намного больше, чем у крупных. Поэтому они стоят дороже.
Самыми популярными и востребованными материалами считаются фракции:
- 5-20 — основным ее назначением являются бетонные работы. Кроме этого, она используется для расклинцовки дорожной одежды, устройства подушки, для создания дорожек и всевозможных отсыпок (клумб, парковок).
- 20-40 подходит для самых разных работ: от строительства фундаментов зданий до дорог и трасс с высокими нагрузками, железнодорожных и трамвайных путей. Кроме того, щебень этой категории используется для отсыпки опорных конструкций мостов, дорожных магистралей.
- 40-70 идеально подходит для дренажных систем, заполнения ям и канав. Ее берут для создания основы под фундаментом или дорожным полотном, для ландшафтных работ, оформления парков, дворов, благоустройства территорий.
Остальные фракции считаются менее популярными. Хотя сферы применения каждой из них те же, что и у перечисленных выше. Так, мелкие камни берут для бетона, расклинцовки, дорожных работ, а более крупные, например, для заполнения габионов.
Исключением, пожалуй, будет являться фракция 25-60. Она считается самой специфичной из тех, что представлены у нас в продаже. Она используется исключительно в железнодорожном строительстве. Материал применяют для обустройства балластного слоя на железнодорожных путях. Это требование прописано в СНиП.
По способу постобработки
Уже готовый щебень (дробленый и рассеянный на фракции) может быть подвергнут дополнительной обработке.
В зависимости от этого, существуют следующие виды:
- Мытый щебень
- Черный щебень
- Цветной щебень
- Галтованный щебень
Ниже вы можете прочитать подробнее о каждом.
Мытый щебень
Данная технология используется только для сырья с высоким содержанием глины. После добычи зерна, как обычно, рассеиваются на фракции. А затем полученный материал очищается от посторонних включений, таких как пылевидные и глинистые частицы. Для этого применяется промывка водой с использованием специального оборудования. Отсюда – и название.
Для промывки щебня используют такие установки как:
- Корытная мойка (с использованием резервуара)
- Барабанный грохот
- Оросительный грохот
Промывка щебня непопулярна из-за:
- Трудоемкости
- Низкой производительности
- Высокой стоимости процесса
В нашем регионе мытый щебень не производится. Это связано попросту с отсутствием необходимости в данной обработке. На месторождениях Свердловской области добывается качественное сырье, которое практически не содержит пылевидных частиц и глины (менее 1%) и не требует постобработки.
Черный щебень
Черный щебень — это материал, который после добычи покрывается вяжущими веществами (битумными или дегтевыми добавками). Также он имеет название «битумный щебень».
Производится такой товар по технологии, схожей с производством асфальта (как правило, даже на том же оборудовании). В качестве сырья применяют щебень из плотных горных пород (с высокими эксплуатационными характеристиками).
Процесс пропитки битумом происходит в специальных установках. Эмульсия подается под давлением и с высокой температурой. После смешивания готовый материал из установок загружается в самосвалы, избегая этапа складирования и хранения, так как имеет ограниченное время использования.
Черный щебень применяется для строительства дорожного полотна с асфальтовым покрытием. Но из-за достаточно высокой стоимости он не пользуется большим спросом.
Дорожные строители в нашем регионе активно используют более экономный вариант — способ пропитки.
Данный способ предполагает:
- Устройство дорожной подушки из обычного щебня
- Утрамбовку подушки при помощи катка
- Равномерный разлив на утрамбованный щебень горячей вяжущей эмульсии
Пропитка не является полноценной заменой черному щебню, так как не обеспечивает равномерного расхода эмульсии по поверхности. К тому же, в местах, не подвергнутых пропитке, со временем происходит нарушение асфальтового покрытия, из-за чего на дороге образуются выбоины.
Рекомендуем также ознакомиться с нашей статьей Щебень для асфальта.
Цветной щебень
Фактически, это тот же самый щебень, только искусственно покрашенный.
Технология производства достаточно проста: она состоит из пропитки полимерной краской и сушки. В итоге можно получить нестандартные цвета для использования в ландшафтном дизайне.
Однако у цветного щебня есть ряд минусов:
- После окрашивания материал получается неестественный, выглядит дешево и не эстетично
- Краска со временем тускнеет или даже откалывается и сходит совсем
- Краска может содержать токсичные элементы
Не стоит забывать, что разные горные породы сами по себе бывают разных расцветок: от белого и прозрачного до зеленого, розового и голубого оттенков.
Например, обратите внимание на мрамор, который может быть белого, медового, светло-серого, даже розового, голубого и желтого цветов. Еще есть кварц, которому свойственны пастельные оттенки. Зеленоватый цвет – у серпентинита. Широкую цветовую гамму имеет амфиболит: красный, розовый, голубой. Даже классический гранит – и тот бывает красный!
Благодаря разнообразию форм, размеров и цветов щебня можно получать очень красивые фактурные сочетания. В отличие от цветного, комбинации оттенков природного щебня создадут естественный дизайн, который впишется в любое пространство.
Подробнее прочитать о декоративном щебне вы можете на странице Щебень для ландшафтного дизайна.
Галтованный щебень
Галтованный, или отшлифованный щебень чаще производят по требованию заказчика в небольших количествах. Это связано с тем, что процесс получения такого материала весьма долгий и финансово затратный.
Галтовкой называют механическую обработку щебня, в результате которой его не только очищают от посторонних примесей, но и сглаживают (шлифуют) его неровные и острые края.
Галтованный щебень производят с помощью специального галтовочного барабана. Он представляет собой большой цилиндр с зазубренными стенками. В него помещают необработанный материал, а также очищающие средства, металлические шарики и воду. Это делается для того, чтобы на выходе получить чистый и гладкий щебень с плавными краями.
Длительность такой обработки зависит от качества породы, из которой получили щебень. Чем прочнее материал, тем дольше он может находиться в барабане, не разрушаясь и не теряя свои свойства.
Щебень с такой постобработкой обычно используют в декоративных и облицовочных работах, так как он имеет ровную и округлую форму. При помощи галтовки также можно внешне «состарить» материал, придав ему изысканный и благородный вид.
Резюмируем все сказанное выше.
Существует большое количество разновидностей щебня. Материал классифицируется по происхождению, фракциям и способу постобработки. В зависимости от них определяются свойства щебня и сферы его применения. Например, мраморный щебень не имеет высоких характеристик, но за счет своего красивого внешнего вида используется в ландшафтном дизайне. А вот в строительных работах, где важны высокие эксплуатационные характеристики, самым востребованным будет щебень из гранита, базальта, серпентинита.
Более подробно о свойствах и характеристиках щебня читайте в статье Свойства щебня.
Подробнее об использовании материала читайте в разделе Применение щебня.
Щебень | Коалиция по образованию в области полезных ископаемых
Вернуться к базе данных полезных ископаемыхЩебень используется в качестве заполнителя в строительных материалах. Наиболее распространенные типы горных пород, перерабатываемых в щебень, включают известняк, доломит, гранит и трапрок. Меньшие количества мрамора, сланца, песчаника, кварцита и вулканического шлака также используются в качестве строительных заполнителей.
Тип
Прочие промышленные материалы
Описание
Щебень используется в качестве заполнителя в строительных материалах.Наиболее распространенные типы горных пород, перерабатываемых в щебень, включают известняк, доломит, гранит и трапрок. Меньшие количества мрамора, сланца, песчаника, кварцита и вулканического шлака также используются в качестве строительных заполнителей.
Отношение к горному делу
Щебень производится во всех штатах США, кроме Делавэра. Тип щебня, добываемого в каждом конкретном штате, зависит от общей геологии и горных пород штата. Например, дробленый известняк и доломит типичны для Индианы, Иллинойса и Огайо, а мрамор и гранит — из Вермонта.
НаТехас, Пенсильвания, Флорида, Джорджия, Иллинойс, Миссури, Огайо, Северная Каролина, Вирджиния и Кентукки приходится более половины от общего объема производства щебня в США. Большинство штатов перерабатывают асфальт, бетон, строительный мусор и строительный мусор для получения строительных материалов, альтернативных первичным источникам заполнителя.
Соединенные Штаты импортируют небольшие количества щебня из Канады, Мексики и Багамских островов. Щебень — тяжелый товар относительно невысокой стоимости.Следовательно, более экономично использовать продукт в условиях строительства вблизи населенного пункта, который также находится недалеко от источника добычи, чтобы ограничить стоимость транспортировки.
использует
Щебень в основном используется в качестве заполнителя при строительстве и содержании дорог. Он также используется для производства цемента, извести и других химических веществ, а также в сельском хозяйстве. Есть и другие применения щебня, о многих из которых нет точных или полных отчетов.
Вернуться к базе данных полезных ископаемыхP&Q University Урок 3 — Геология: карьер и карьеры
Фото Кевина Яника
Люди использовали горные породы в течение миллионов лет, и эти породы геологически классифицируются в соответствии с такими характеристиками, как минеральный и химический состав, проницаемость, текстура составляющих частиц и размер частиц.Эти физические свойства являются конечным результатом процессов, которые сформировали горные породы, и в результате этих событий образуются три основных класса горных пород: магматические, осадочные и метаморфические. Щебень, песок и гравий — основные виды природного заполнителя, используемые в Северной Америке. Заполнитель используется почти во всех жилых, коммерческих и промышленных зданиях и в большинстве общественных работ, таких как дороги и шоссе, мосты, железнодорожные пути, плотины, аэропорты, водопроводные и канализационные системы и туннели.
Широкое использование агрегатов объясняется не только их общедоступностью, но и экономическими соображениями. Агрегат хорошего качества обычно доступен рядом с местом использования по относительно низкой цене. Этот агрегат можно получить и использовать с минимальной обработкой.
Однако, хотя ресурсы щебня, песка и гравия широко распространены по всей Северной Америке, их наличие не является универсальным. Некоторые участки лишены песка и гравия, а некоторые потенциальные источники щебня могут отсутствовать или быть покрыты покрывающей породой, которая слишком толстая, чтобы обеспечить экономичную разработку открытых месторождений.
Более того, в некоторых областях заполнитель не соответствует требованиям к физическим свойствам для определенных применений или содержит минеральные компоненты, которые отрицательно реагируют при использовании в цементном бетоне. Кроме того, граждане обычно предпочитают, чтобы не добывали щебень рядом с их домами.
Щебень, песок и гравий образовались в результате геологических процессов. Вулканы, ледники, ветер, реки и моря формировали форму и характер горных пород на протяжении миллионов лет. Гравий, используемый сегодня, возможно, был отложен тысячи лет назад — геологически всего вчера.Твердый, плотный известняк мог образоваться в виде известкового ила сотни миллионов лет назад. Когда требуется совокупная поставка, геологические исследования могут определить местонахождение, распределение и характер потенциальной совокупности в районе.
Песчано-гравийные отложения являются продуктами эрозии коренных пород и поверхностных материалов и последующего переноса, истирания и осаждения частиц. Основным геологическим агентом, влияющим на распределение отложений песка и гравия, является вода.Следовательно, гравий широко распространен и в изобилии встречается на ледниковых территориях, в аллювиальных бассейнах и в прилегающих к рекам и ручьям или вблизи них. Нанесенные ветром отложения обычно мелкозернистые и редко используются в качестве заполнителя.
Фото Зака Менца
Песок и гравий, отложенные реками или ручьями, широко распространены по всей Северной Америке в виде отложений русла или террасы. В холмистых или горных районах коренная порода подвергается химическому и физическому выветриванию и постепенно разрушается на все более мелкие частицы.Химически менее стойкие минералы растворяются или превращаются в глинистые минералы; более стойкие минералы остаются в виде обломков горных пород.
В зависимости от состава и структуры коренных пород и от климата, растительного покрова и топографии оставшиеся почвы могут иметь толщину от почти нулевой до многих десятков футов и могут варьироваться по составу от почти всей глины до смесей глины. , ил, песок и гравий, почти весь песок и гравий, и щебень.
Гравитация и листовое стекло перемещают часть этого материала вниз по склону, где он образует отложение, называемое коллювием.В конце концов, коллювий перемещается в долины относительно высокоградиентных потоков. В руслах ручьев обломки горных пород подвергаются истиранию, округлению и сортировке. Материал, переносимый ручьем, откладывается в руслах и на поймах рек и состоит из песка и гравия в одних районах и из ила и глины в других.
Эрозия может изменить уже сложившуюся пойму. Если река или ручей пересекает его русло, более старые русла и пойменные отложения сохраняются в виде террас.Повторяющиеся вырубки могут привести к образованию серии террас или остатков террас.
ЛЕДНИКОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ
Многие из обширных песчано-гравийных отложений в северных частях и на возвышенностях Соединенных Штатов являются продуктами континентального или альпийского оледенения. По мере того, как ледник продвигается по поверхности суши, он разрушает поверхностные материалы и нижележащую коренную породу, образуя осадок, который представляет собой несортированную или плохо отсортированную смесь частиц размером с глина и валун.
По мере таяния льда частицы породы, раздробленные и истерзанные льдом, переносятся талой водой. По мере того, как эти частицы уносятся, они подвергаются дальнейшей очистке и сортировке. Угловые фрагменты округлены, а слабые частицы разбиты на более мелкие части. Более мелкие материалы уносятся и откладываются в озерах и прудах (ледниково-озерные отложения), в то время как более крупные песок и гравий откладываются в руслах ручьев и вдоль них (ледниково-флювиальные отложения).
Ледниковая эрозия и отложение — сложные динамические процессы.Почасовые, суточные и сезонные изменения температуры и долгосрочные климатические изменения влияют на скорость таяния и объем талой воды. Следовательно, размер частиц ледниково-флювиальных отложений сильно варьируется, и эти отложения накапливаются в различных топографических условиях.
АЛЛЮВИАЛЬНО-ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
В засушливых и полузасушливых западных районах США многие бассейны долин содержат мощные отложения рыхлого аллювия. Намыв (обломочный материал, состоящий из глины, ила, песка или гравия) размывается в прилегающих горах и переносится в бассейны во время нечастых, но проливных паводков (типичных для пустынной среды) вниз по крутым градиентным потокам.
Достигая бассейнов, вода выходит из канала и просачивается в землю. Внезапное изменение градиента и снижение транспортной способности вызывают осаждение наносов, в результате чего образуются аллювиальные вееры. Обычно наиболее крупный обломочный материал откладывается в непосредственной близости от гор. Отложения постепенно становятся более мелкими в аллювиальных долинах к центру бассейнов. Со временем вееры, образовавшиеся в соседних долинах, сливаются, образуя сплошные толстые отложения аллювия.
ДРОБИЛКА
Фото Зака Менца
Коренные породы классифицируются на три основные группы в зависимости от их происхождения: осадочные, магматические и метаморфические. Осадочные породы, известняк и доломит, составляют около 71 процента текущего производства щебня. Магматические породы, обычно называемые в щебеночной промышленности «гранитом» или «трапроком» (базальтом или диабазом), составляют 14 процентов и 8 процентов щебня соответственно. Также используются метаморфические породы, такие как гнейс, мрамор или кварцит, и вместе с другим разным камнем они составляют оставшиеся 7 процентов.
Осадочные породы образовались путем консолидации рыхлых отложений химическими, биохимическими или механическими процессами или прямым химическим осаждением. Химически или биохимически отложенные осадочные породы, такие как твердые, плотные известняки и доломиты (карбонаты кальция или кальция-магния), обычно являются хорошими источниками щебня. Однако некоторые известняки и доломиты являются слишком мягкими, абсорбирующими или рыхлыми для получения высококачественного заполнителя.
Черт и кремень представляют собой силикатные породы, которые были осаждены в воде такими организмами, как губки.Эти породы могут быть измельчены для получения заполнителя, но они могут вызвать побочные реакции, такие как растрескивание и образование накипи в цементном бетоне.
Обломочные (механически отложенные) осадочные породы классифицируются по размеру отдельных частиц. Скала, состоящая в основном из гальки и более крупных обломков, представляет собой конгломерат; порода, состоящая в основном из частиц размером с песок, — песчаник; а порода, состоящая в основном из частиц размером с ил или глину, представляет собой алевролит или сланец соответственно.Из этих пород твердый, плотный песчаник — единственный тип, который обычно является источником щебня. В районах, где нет другого материала, он является основным источником совокупного производства, но составляет менее 3 процентов от общего совокупного производства США.
Магматические породы затвердевают в расплавленном или частично расплавленном состоянии и далее классифицируются по их происхождению. Интрузивные магматические породы затвердевают на глубине земли и содержат крупные минеральные кристаллы из-за медленного охлаждения, связанного с глубоким захоронением.Светлые интрузивные магматические породы обычно называют «гранитом» в индустрии щебня. Экструзионные магматические породы затвердевают на поверхности земли или вблизи нее и обычно состоят из небольших или микроскопических кристаллов, которые образовались в результате быстрого охлаждения.
Такие породы в щебеночной промышленности часто называют «трапроком». Магматические породы, которые являются твердыми, твердыми и плотными, обычно являются отличным источником щебня. Однако некоторые из них очень рыхлые, а другие очень пористые.Некоторые кремнистые магматические породы плохо реагируют при использовании в качестве заполнителя в цементном бетоне.
Метаморфические породы образуются, когда существующие породы подвергаются воздействию тепла и давления внутри земли. Обычные метаморфические породы — сланец, сланец, гнейс, мрамор и кварцит. Из них в качестве заполнителя обычно используются только гнейс, мрамор и кварцит.
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ АГРЕГАТА
В районах, где природный заполнитель экономически недоступен, не соответствует физическим или химическим характеристикам, или где его использование ограничено землепользованием или нормативными требованиями, в качестве заполнителя могут использоваться различные другие материалы, чтобы избежать чрезмерных транспортных расходов.
Природные материалы, такие как ракушки, «клинкер» (горная порода, обожженная или плавившаяся в результате подземных угольных пожаров) и калише (соли кальция) были заменены щебнем или песком и гравием. Заполнитель может быть изготовлен из глины и сланца, вспученного путем обжига. Кроме того, использовались даже некоторые виды отходов, в том числе доменный шлак, стальной шлак, зола, угольные отходы, хвосты шахт, отходы стекла и измельченные резиновые покрышки.
Переработка цементного бетона и асфальта (битумной смеси) в настоящее время является жизнеспособной альтернативой натуральному заполнителю и может быть экономически и экологически выгодной.В некоторых штатах переработка либо поощряется, либо требуется.
ОБЩИЕ РЕГИОНЫ США
Природный агрегат встречается там, где природа поместила его, а не там, где он нужен людям. Чтобы кратко описать совокупную доступность и качество в Соединенных Штатах, в этой главе страна делится на 12 регионов. В общем, каждый регион имеет аналогичные скопления агрегатов в пределах своих границ, но довольно сильно отличается от других регионов.
В любом регионе проблемы качества могут ограничить использование агрегата, а противоречивые правила землепользования, правила и другие социальные и экономические факторы могут ограничить совокупное развитие.Следует также отметить, что эти региональные подразделения чрезвычайно упрощены и предназначены только для общего ознакомления.
1. ЗАПАДНЫЕ ГОРЫ
■ Топография
Высокие массивные горы, чередующиеся с относительно узкими долинами с крутыми склонами. В долинах большего размера могут быть террасы повыше.
■ Ресурсы щебня
Горы подстилаются магматическими и метаморфическими породами, обрамленными консолидированными осадочными породами, включая некоторые известняки.Потенциальные источники качественного щебня общедоступны.
■ Ресурсы песка и гравия
Присутствуют русловые или террасные отложения и ограниченные флювиальные ледниковые отложения. Проблемы с качеством обычно локализованы.
2. БАССЕЙН И АССОРТИМЕНТ
■ Топография
Чередование бассейнов или долин и горных хребтов.
■ Ресурсы щебня
Горные хребты обычно подстилаются магматическими, метаморфическими и консолидированными осадочными породами.Потенциальные источники щебня хорошего качества общедоступны.
■ Ресурсы песка и гравия
Крупные аллювиальные бассейны обычно содержат обширные отложения плохо отсортированных песчано-гравийных отложений. Кроме того, террасы и пляжи на склонах гор состоят из хорошо отсортированного песка и гравия. На некоторых участках мало песка и гравия. Проблемы с качеством обычно локализованы.
3. КОЛУМБИЯ ПЛАТЕ
■ Топография
Пологий плато, под которым расположена мощная толща обширных потоков лавы, разделенных почвенными зонами и переслаивающимися отложениями.
■ Ресурсы щебня
Северная часть этого региона обычно подстилается базальтом, который обычно является подходящим потенциальным источником щебня. Южная часть подстилается базальтом и другими магматическими породами, некоторые из которых обладают физическими или химическими свойствами, которые не дают хорошего агрегата.
■ Ресурсы песка и гравия
Русло реки, террасы и ледниково-флювиальные отложения хорошо распространены по всей северной части региона.В остальной части региона песок и гравий довольно ограничены, обычно ограничиваясь речными и террасными отложениями. Многие месторождения гравия обладают химическими и физическими свойствами, которые не позволяют получить хороший заполнитель.
4. ПЛАТО КОЛОРАДО И БАССЕЙН ВИОМИНГА
■ Топография
Фото Кевина Яника
Высокие плато с глубоко врезанными каньонами, горами, пустынями и бесплодными землями. В результате эрозии образовались обширные выступающие скалы.
■ Ресурсы щебня
Обычно подстилаются плохо консолидированным или хорошо консолидированным песчаником, сланцем и известняком, причем песчаник и сланец являются наиболее распространенными и распространенными.Местами горные породы содержат значительное количество гипса или галита. Из мягкого песчаника и сланца обычно получается щебень плохого качества.
■ Ресурсы песка и гравия
Русло реки, террасы и ледниково-флювиальные отложения встречаются вдоль частей долин основных ручьев, особенно вблизи горных хребтов в северной и восточной частях региона. В остальной части региона песок и гравий обычно ограничены намывом и террасами. Гравий обычно образуется в результате эрозии мягких песчаников или сланцев и обычно бывает низкого качества.
5. ВЫСОКИЕ РАВНИНЫ
■ Топография
Большая плоская равнина с пологим восточным уклоном. Важные топографические особенности включают песчаные дюны и широкие долины плетеных ручьев, которые текут из Скалистых гор на восток через равнину.
■ Ресурсы щебня
Коренная порода состоит из мягких полуконсолидированных отложений, почти все из которых непригодны для использования в качестве щебня.
■ Ресурсы песка и гравия
Русловые и террасные отложения основных рек и их притоков.Отложения, как правило, становятся все мельче ниже по течению от гор и обычно не имеют крупных размеров. Гравий часто имеет химические или физические свойства, которые не дают хорошего заполнителя.
6. НЕОСТЕЧЕННАЯ ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ
■ Топография
Топографически сложный регион, включающий низменности и равнины, а также холмистые и горные районы.
■ Ресурсы щебня
Большая часть северной части региона и часть региона, примыкающая к Скалистым горам, подстилаются осадочными породами, состоящими в основном из песчаника, сланца и конгломератов.За исключением рассеянного известняка, эти породы обычно являются плохим источником щебня. Большая часть южно-центрального региона подстилается известняком и доломитом. Эти породы обычно дают подходящие источники щебня, хотя присутствие кремня и других вредных минералов может ограничивать определенные области использования.
■ Ресурсы песка и гравия
Поверхность суши в большей части региона покрыта остаточным грунтом, образованным в результате химического и механического разрушения коренных пород.Остаточные почвы в западной части области перекрыты значительными мощностями нанесенных ветром отложений. Русловые и террасные отложения являются источником песка и гравия по всему региону. Качество песка и гравия варьируется и зависит от типа основного материала.
7. ОЛЕДЕННЫЙ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ РЕГИОН
■ Топография
Плоские равнины, холмы и низкие округлые горы.
■ Ресурсы щебня
Коренная порода состоит из консолидированных осадочных пород, включая песчаник, сланец, известняк и доломит.Эти породы наиболее распространены в центральной части ареала и менее распространены на востоке. В западных частях региона обычно отсутствуют известняк или доломит, и, как правило, источники щебня недостаточны. Повсюду в регионе, даже там, где на глубине имеется подходящая коренная порода, толщина покрывающей породы может быть слишком большой, чтобы извлекать породу экономично.
■ Ресурсы песка и гравия
Основными источниками песка и гравия являются ледниково-флювиальные, русловые и террасные отложения.Залежи песка и гравия, как правило, широко распространены по всему региону. В северной части региона значительная часть агрегата погребена под мелкозернистыми отложениями. Заполнитель почти полностью отсутствует в угольном бассейне штата Иллинойс. Агрегат из реки Миссури имеет тенденцию к загрязнению вредным материалом из нижележащего мягкого песчаника и сланцевой коренной породы. В районе Великих озер и разбросанных по всему региону агрегаты могут содержать минералы с химическими свойствами, нежелательными для определенных целей.
8. ОЛЕДЕННЫЕ СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЕ И ВЫСОКИЕ ПЛОЩАДКИ
■ Топография
Холмы и низкие горы.
■ Ресурсы щебня
Коренная порода состоит в основном из гранита, сиенита, анортозита и других интрузивных магматических пород и метаморфизованных осадочных пород, состоящих из гнейса, сланца, кварцита, сланца и мрамора. Большинство вулканических пород являются подходящими источниками щебня. Характеристики метаморфических пород сильно различаются, при этом сланцы и сланцы обычно не обладают прочностью и характеристиками формы для желательного щебня.
■ Ресурсы песка и гравия
Большинство долин и других низменностей обычно содержат русла ручьев, террасы и ледниково-флювиальный песок и гравий. На некоторых участках рыхлые отложения состоят из глины и ила, отложившихся в озерах, образовавшихся во время таяния ледниковых щитов. Основными источниками песка и гравия хорошего качества являются ледниково-флювиальные, русловые и террасные отложения.
9. РЕГИОН БЛЮ РИДЖ ПЬЕМОНТ
■ Топография
Топография этого региона разнообразна и состоит из невысоких округлых холмов, длинных холмистых хребтов и гор, а также содержит самые высокие пики к востоку от реки Миссисипи.
■ Ресурсы щебня
Коренная порода состоит из вулканических и метаморфизованных осадочных и магматических пород, включая гранит, гнейс, сланец, кварцит, сланец, мрамор и филлит. Гранит и гнейс обычно используются в качестве щебня, тогда как сланец, сланец и филлит обычно не используются. Потенциальные источники качественного щебня общедоступны.
■ Ресурсы песка и гравия
Горы граничат с пологими ручьями, текущими в относительно узких долинах.Поверхность суши подстилается сапролитом, который представляет собой богатый глиной рыхлый материал, образовавшийся в основном в результате химического выветривания подстилающей коренной породы. Под долинами залегает относительно маломощный умеренно сортированный аллювий. Русловые и террасные отложения являются источником песка и гравия по всему региону. Проблемы с качеством обычно локализованы.
10. ПРИБРЕЖНАЯ РАВНИНА АТЛАНТИКИ И ЗАЛИВА
■ Топография
Топография варьируется от обширных плоских прибрежных болот и топей, расположенных на уровне моря, до холмистых возвышенностей, встречающихся у внутренней окраины региона.
■ Ресурсы щебня
Консолидированная коренная порода обычно недоступна в регионе Прибрежной равнины, за исключением области около внутренней окраины, и в юго-восточной Флориде, которая подстилается полуконсолидированными известняками, которые не используются в качестве заполнителя.
■ Ресурсы песка и гравия
В основе региона лежат обширные залежи полуконсолидированного песка, ила, глины и гравия, причем песок является преобладающим поверхностным материалом. Большинство отложений гравия встречается у внутреннего края Прибрежной равнины и встречается в руслах ручьев и террасах.Эти месторождения ограничены по распространенности и являются основным источником природного агрегата в регионе. Изолированные отложения пляжного и террасного гравия разбросаны по всей территории. Качество щебня зависит от исходного материала. Гравий в прибрежной зоне Атлантического океана, как правило, богат кварцем и другими минералами кремнезема, тогда как гравий в прибрежной зоне Персидского залива является известняком. Грубые материалы настолько ограничены в этой области, что гравий обычно заменяют ракушками. Песок и гравий встречаются в некоторых частях залива Миссисипи в виде изолированных террас.Песок и гравий также встречаются на глубине под аллювиальными глинами поймы реки Миссисипи.
11. ALASKA
■ Топография
Комплексная территория, состоящая из прибрежных равнин, горных хребтов и межгорных плато.
■ Ресурсы щебня
Подстилаются разнообразным комплексом горных пород. Основные горные цепи имеют ядра изверженных и метаморфических пород. Они перекрыты и окаймлены осадочными и магматическими породами.Осадочные породы включают карбонатные породы, песчаник и сланцы.
■ Ресурсы песка и гравия
Примерно половина региона, включая горные хребты и прилегающие части низменностей, была покрыта ледниками. Ледниково-флювиальные отложения в этих областях обычно содержат песок и гравий. На межгорных плато песок и гравий обычно добывают из русел ручьев, террасных отложений и хвостов россыпей. Арктическая прибрежная равнина состоит из ила, песка и гравия, при этом северо-восточная часть имеет средний или высокий потенциал для песка и гравия.Большая часть заполнителя до некоторой степени заморожена, и для выемки грунта требуются буровзрывные работы.
12. ГАВАЙСКИЕ ОСТРОВА
■ Топография
Острова, образованные лавой, исходящей из одного или нескольких центров вулканических извержений. Острова имеют холмистый вид в результате эрозии, в результате которой вулканы образовали долины и образовали относительно узкие равнины вдоль некоторых участков побережья.
■ Ресурсы щебня
Каждый из Гавайских островов покрыт потоками лавы.В качестве источника щебня обычно используются потоки андезита и базальта. Кроме того, клинкер с вершин лавовых потоков и шлак из шлаковых конусов также используется в качестве каменного заполнителя.
■ Ресурсы песка и гравия
В некоторых районах намыв старых и современных террас и конусов выноса содержит плохо отсортированный песок и гравий разного качества. В прибрежных районах тонкий слой осколков кораллов и раковин, вулканического мусора и глины образуют прерывистые отложения на пляже, которые могут использоваться как совокупность, если они соответствуют требуемым спецификациям.
В эту главу в алфавитном порядке вошли следующие лица:
– Национальная ассоциация камня, песка и гравия
–U.S. Геологическая служба
1. В результате чего образовывались источники заполнителя, такие как песок, гравий и горная порода для щебня?
2. Какие три основных типа природных заполнителей используются в Северной Америке?
3. Где в США можно найти мощные отложения рыхлого аллювия, обломочного материала из глины, ила, песка или гравия?
4.Что такое термин для несортированных или плохо отсортированных смесей размером глины с частицами размером с валун?
5. Какие три вида горных пород составляют 71 процент производства щебня?
6. Какой процент магматических пород составляет материал, используемый для производства щебня?
7. Каковы наиболее распространенные ресурсы щебня на плато Колорадо и в районе бассейна Вайоминг?
8. Верно ли, что кораллы, фрагменты раковин, вулканический мусор и глина, найденные в прибрежных районах Гавайев, могут быть использованы в качестве совокупности?
Щелкните здесь, чтобы получить ответы на вопросы викторины.
Щебень против. Гравий и как поставщики гравия могут помочь
Щебень Vs. Гравий
Взгляд на различия между этими двумя агрегатами и почему поставщики гравия продают их отдельно
Знаете ли вы, что щебень и гравий — это не одно и то же? Хотя оба камня производятся из одного и того же материала и из одних и тех же местных каменоломен, эти два изделия из камня производятся по-разному и по-разному используются в строительных и ландшафтных проектах.
Поставщики щебня и гравия хранят эти два агрегата в разных категориях из-за их различных методов производства, размеров и использования. Принимая решение о том, какой тип использовать для вашего строительного проекта, учитывайте эти различия при разговоре с вашим местным поставщиком гравия.
Производственный процесс
Щебень — это продукт дробления горных пород с помощью дробилки. Щебень добывают из материнской породы.Наиболее распространенные материнские породы, используемые для щебня:
Известняк
Известняк является наиболее распространенным типом породы, используемой для производства щебня в Северной Америке из-за его широкой доступности и универсальности. Его также легко раздавить, потому что он мягкий. И это вызывает меньший износ оборудования по сравнению с более твердыми породами.
Известняк бывает крупнозернистым, дробленым, шахтным и мелкозернистым известняком, в зависимости от размера частиц от самого крупного до самого мелкого.Известняк является ключевым ингредиентом бетона, а также используется для производства цемента.
Доломит
Также известный как доломит, доломит похож на известняк, и эти породы часто совместно добывают в карьере. Однако доломит тверже известняка, что делает его более стойким к истиранию.
Гранит
Гранит — это различные светлые магматические породы, используемые в строительстве. В строительной отрасли следующие породы часто называют гранитом:
- Диорит
- Гранит
- Гранодиорит
- Риолит
После известняка гранит является второй по популярности породой, используемой для производства щебня.Он прочен и устойчив к кислой воде и почве. Гранитный щебень также является подходящим и прочным заменителем известняка в бетоне.
Камень-ловушка
Как и гранит, ловушка — это название множества магматических пород, используемых в строительстве. Однако ловушка относится к темным магматическим породам.
Вот некоторые из темных магматических пород, которые часто называют ловушкой:
- Базальт
- Диабаз
- Габбро
- Перидотит
Traprock — еще одна распространенная порода, используемая для производства щебня.Как и гранит, уловитель также очень устойчив к истиранию и кислотности, что делает его подходящим заполнителем для бетона.
Scoria
Scoria — это везикулярная порода, то есть в ней есть пустоты, образовавшиеся из пузырьков газа, которые были захвачены в породе, когда она затвердела из расплава. Эти пустоты делают шлак и другие везикулярные породы более слабыми, неспособными выдерживать большие нагрузки. Пустоты также делают эти породы менее прочными во время циклов замораживания-оттаивания.
Но эти пустоты также делают шлак более легким.А его шероховатая поверхность помогает ему хорошо связываться как заполнитель бетона. Scoria — идеальный щебень для изготовления легких заполнителей, легкого бетона и даже кровельных гранул.
Scoria и другие легкие везикулярные породы, такие как вулканический пепел, просты в обращении и также идеально подходят для использования в ландшафтном дизайне, садовых плантациях, саунах, решетках, фильтрующем камне и сцеплении на заснеженных дорогах.
Песчаник
Песчаник, состоящий в основном из кварца, является прочным материалом.Однако у него есть свои недостатки. Песчаник естественным образом образуется из песчинок, скрепленных вместе глиной, кальцитом или силикатными минералами. Но поскольку этот природный цемент не заполняет все пустоты между песчинками, песчаник пористый.
Пористые пространства в песчанике позволяют этой породе легко впитывать воду. В результате вода, поглощаемая песчаником, будет расширяться при каждом замерзании. Со временем цикл замораживания-оттаивания скажется на песчанике, заставляя песчинки сместиться, а скалу сломать.Таким образом, песчаник не идеален для использования в холодном климате, который испытывает экстремальные циклы замораживания-оттаивания.
При нагревании частицы песка в песчанике свариваются. Этот нагретый песчаник известен как кварцит. Кварцит чрезвычайно прочен даже во время циклов замораживания-оттаивания. Но эту твердую породу сложнее добывать, обрабатывать и транспортировать, что делает ее непопулярной для использования в строительстве.
Ключевые отличия
Большинство людей редко используют термин «щебень» и вместо этого называют гравий и щебень «гравием».”Но есть ключевые различия между щебнем и гравием, в том числе их:
Источники
В то время как щебень — это коммерческий продукт, созданный с использованием машин для добычи и дробления горных пород, гравий — это продукт, созданный в результате естественного выветривания.
Гравий — это фрагментированная порода, добываемая из отложений выветренной породы, обнаруженной в реках, ручьях и гравийных карьерах. Хотя гравий является естественным продуктом эрозии и выветривания, поставщики гравия могут добывать гравий в карьерах, используя то же оборудование для дробления щебня.
Формы
Из-за процесса дробления щебень обычно имеет более угловатую поверхность. Гравий имеет более округлую форму из-за естественного процесса выветривания и обычно намного меньше щебня. Однако дробленый гравий будет иметь более угловатую форму.
Размеры
Размер щебня варьируется от мелкой каменной пыли (отсевы) до более крупных и тяжелых камней. Гравий бывает разных размеров: от 2 мм в диаметре, от дюйма до 2 дюймов и более.
Использование агрегатов
Чаще всего щебень используют в качестве заполнителя для строительных объектов. Угловая поверхность щебня позволяет легко утрамбовывать, катить и вибрировать, фиксируя и формируя устойчивую поверхность.
Другие распространенные применения щебня включают:
- В качестве основания для брусчатки, дорог и проезжей части,
- В качестве основания для брусчатки, дорог и проезжей части,
- Строительная насыпка,
- Каменная набережная — для предотвращения эрозии береговой линии,
- Балластные полотна железнодорожного пути — для обеспечения тяги,
- Цемент,
- Бетонно-асфальтовая смесь,
- Бетонные блоки,
- Дренажные системы и
- Подпорные стены.
Гравий чаще используется в эстетических целях из-за его гладкой круглой поверхности и различных естественных цветов, таких как оттенки желтого, красного, синего, бежевого и серого. Гравий идеален для:
- Декоративное озеленение,
- Грядки,
- Патио и основания патио,
- Дорожки,
- Вокруг ступеней пешеходных дорожек,
- Подъездные пути и основания проезжей части и
- Дренаж в вазонах и клумбах.
Максимальное использование обоих продуктов
Часто щебень и гравий используются вместе как в небольших, так и в крупных строительных проектах, чтобы максимально использовать их качества.Щебень, песок и гравий обычно используются в качестве основных ингредиентов для смешивания бетона. Эти агрегаты также используются как:
Агрегаты дренажные
Щебень, песок и гравий можно использовать в качестве дренажных заполнителей. Дренажные агрегаты бывают натуральными или обработанными, крупными или мелкими.
Крупный заполнитель обычно имеет диаметр более 5 мм, а мелкий заполнитель — менее 5 мм.
Базовые слои
Для слоев основания дороги и террасы можно использовать как щебень, так и гравий.В базовых слоях дороги, например, на гравийной дороге или проезжей части, часто используется верхний слой из заполнителя толщиной ¾ дюйма.
Подосновные слои, расположенные непосредственно под верхним слоем дороги, проезжей части или террасы, обычно имеют толщину от 1 ½ до 3 дюймов.
Как основной, так и вспомогательный слои могут быть смесью крупных (3/4 дюйма), средних (3/8 дюйма) и мелких (менее 1/8 дюйма) заполнителей. Частицы среднего размера заполняют пустоты крупных агрегатов, а мелкие частицы заполняют пустоты средних агрегатов, образуя плотный и прочный слой.
При уплотнении эти смешанные базовые слои становятся водонепроницаемыми, защищая проезжую часть (подъездную дорожку или внутренний дворик) от разрушения, мытья полов и выбоин.
Если вы изначально считали эти два агрегата одним и тем же, вы не одиноки. Их часто путают друг с другом, поскольку и гравий, и щебень происходят из горных пород и представляют собой заполнители, используемые для строительных проектов.
Но эти два агрегата служат разным целям. В конце концов, если вам нужен заполнитель для строительства, такого как строительство, тротуарная плитка и другие конструкции, используйте щебень.Если вы ищете декоративные камни для вашего пейзажа, сада, дорожки или проезжей части, выбирайте гравий.
Чтобы получить дополнительную информацию об этих двух агрегатах и выяснить, какой вариант лучше всего подходит для вашего строительного проекта, свяжитесь с местными поставщиками щебня и гравия.
(PDF) Библиометрическое исследование сектора добычи щебня
Онн, А. Х., и Вудли, А., 2014, «Анализ дискурса о том, как повестка устойчивого развития
определяется в горнодобывающей промышленности.”Журнал
Чистого производства, 84. С. 116–127.
Ortiz, OJR, Tauta, JFC, and León, AL, 2013, «Caracterización
mecánica de mezclas asfálticas en función del origen y gradación del
agregado pétreoía0003, 11, c. 215–232.
Озчелик Ю. и Озгувен А., 2014, «Водопоглощение и сушка
характеристик различных природных строительных камней». Строительство и
Строительные материалы, 63.С. 257–271.
Озер, У., Кахриман, А., Аксой, М., Адигузель, Д., и Карадоган, А.,
2008, «Анализ вибраций грунта, вызванных лавовыми взрывными работами на карьере
Акйол и практические взрывные работы. диаграммы. Экологическая геология,
54. С. 737–743.
Paiva, I.C.P.S.B.R., Oliveira, A.K.M., andBononi, V.L.R.,
2015, «Análise da abordagem socialeconômica no contextto do
licenciamento ambiental de empreendimentos do 9000.”Revista Sociedade E
Natureza, 27.pp.97–110.
Пэн, X., Ши, Г.Л., Чжэн, Дж., Лю, JY, Ши, XR, Сюй, Дж. И Фэн,
YC, 2016, «Влияние карьерной пыли на PM2,5 в городе.
рядом с известняковым карьером: сезонные характеристики и
вкладов источников ”Science of the Total Environment, 550.
pp. 940–949.
Петерсон Д., 2015, «Трансдукция и БРИКС». Revista Internacional De
Filosofia, 38. С. 15–24.
Портал Бразилия. Mercosul. 2017, Saiba mais sobre o Mercosul. http: // www.
mercosul.gov.br/saiba-mais-sobre-o-mercosul≥.
Portal de Periódicos CAPES / MEC. 2017, Histórico. 1990–2000: A criação
do Portal de Periódicos. http://www.periodicos.capes.gov.br.
Портер, М. Э., 2008, «пять конкурентных сил, формирующих стратегию».
Harvard Business Review, 86. стр. 79–93.
Qin, Y., Tan, K., Liang, J., Li, Y., and Li, F., 2016, «Экспериментальное исследование
солнечного отражения от слоя щебня с различными размерами
.”Наука о Земле в области окружающей среды, 75. стр. 817–824.
Quist, J., 2012, «ЦМР моделирование конусных дробилок
и измельчающих валков высокого давления», докторская диссертация, Гетеборг,
Технологический университет Чалмерса, Швеция.
Робинсон-младший, Г. Р., Ларкинс, П. М., 2007, «Вероятностные модели прогнозирования
для размещения карьера заполнителя». Исследование природных ресурсов,
16. С. 135–146.
Росси, Э., 2013, Avaliação Do Ciclo De Vida Da Brita Para a Construção
Civil: estudo De Caso, São Carlos: Universidade Federal de São Carlos,
150f.Dissertação de Mestrado –Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Urbana.
Ростами Дж., 2013, «Исследование распределения давления в зоне дробления
в зоне контакта между горной породой и дисковыми резцами». International
Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 57. С. 172–186.
Саенгсупаванич, К., 2012, «Оценка неблагоприятного воздействия на окружающую среду —
для защиты побережья вдоль 7-километровой береговой линии на юге
Таиланда.”Ocean & Coastal Management, 61. pp. 20–29.
Саха, Д. К., и Пади, П. К., 2011, «Влияние камнедробильной промышленности
на листву Shorea robusta и Madhuca indica в лесу Лалпахари».
Исследование загрязнения атмосферы, 2. стр. 463–476.
Santos, CR, Tubino, RMC, и Schneider, IAH, 2015, «Mineral
, обработка и определение характеристик угольных отходов, которые будут использоваться в качестве мелкозернистых заполнителей
для бетонных блоков для мощения». Revista IBRACON De
Estruturas E Materiais, 8.С. 14–24.
Шарл А. и Вайксельбраун А., 2008, «Автоматизированный подход к
, исследующий освещение в онлайн-СМИ президентских выборов в США».
Журнал информационных технологий и политики, 5. стр. 121–132.
Скуотто, А., Ромонд, П.С., Джори, С., Алрик, М., и Ромонд, МБ,
2016, «Добыча in silico и характеристика бифидобактериального белка липо-
с доменом CHAP, секретируемым в агрегированном виде. форма.»
Международный журнал биологических макромолекул, 82.С. 653–662.
Ши-Конг, К., и Чи-Сун, П., 2009, «Свойства бетона, приготовленного
с мелким щебнем, золой топочного остатка и мелкодисперсным переработанным заполнителем
в виде мелких заполнителей». Строительство и строительные материалы,
23. С. 2877–2886.
Силва, Э. А., 2016, Produção Brasileira ‘Visível’EM Avaliação do ciclo de
vida. В: V Congresso Brasileiro em Gestão do Ciclo de Vida, Fortaleza:
Anais. . . Форталеза. С. 335–341.
SINDUSCON –PI –Sindicato das Indústrias da Construção do Estado
do Piauí. 2017, Notícias. Терезина, 2017. http://www.sindicatodaindus
tria.com.br/sindusconpi/.
SNIC –Sindicato Nacional da Industria do Cimento. 2016, Relatório
Годовой отчет. Рио-де-Жанейро, 2016 г. http://www.snic.org.br/.
Сонг, Т. Х., Ли, С. Х. и Ким, Б., 2014, «Переработка щебня
порошка в качестве частичной замены кремнеземного порошка в панелях из экструдированного цемента
.Строительство и строительные материалы, 52. С. 105–115.
Спенко, MJ, Хейнс, GC, Сондерс, JA, Каткоски, MR, Рицци, AA,
Full, RJ, and Koditschek, DE, 2008, «Биологически вдохновленное восхождение
с шестигранным роботом». Journal of Field Робототехника, 25. С. 223–242.
Strawn, DG, Hickey, PJ, Mcdaniel, PA, and Baker, LL, 2012,
«Распределение As, Cd, Pb и Zn в окислительно-восстановительных характеристиках горных отходов
, затронутых заболоченными почвами». Journal of Soils и отложения, 12.С. 1100–1110.
Табатабаи Дж. И Мохаммади Ф., 2013, «Воздействие на окружающую среду
горнодобывающих предприятий в регионе Мейме, к северо-западу от Исфахана».
Процедура APCBEE, 5. С. 388–393.
Takano, CC, Флорес, JCC, и Лима, HM, 2016, «Анализ скорости
для контроля, мониторинга и надзора за разведкой и
горнодобывающей деятельности по добыче полезных ископаемых (TFRM)». Revista Escola De
Minas, 69. pp. 105–110.
Убаке, К.A. G., Vaca, M. C. G., and Rodrígues, C. F. A., 2014,
«Evaluación y Diagnóstico de passivos ambientales mineros en la
Cantera Villa Gloria en la localidad de Ciudad Bolívar, Богота, округ Колумбия».
Tecnura, 18. С. 90–102.
UEPG — Европейский союз производителей гранулятов. 2015,
Оценки совокупных данных о производстве за 2015 год. Http://www.uepg.eu/
statistics / Estimates-of-production-data / data-2015.
UEPG — Европейский союз производителей гранулятов.2017,
Текущие тенденции в европейском секторе агрегатов. http: // www.
uepg.eu/statistics/current-trends.
USGS –U. С. Геологическая служба. 2017, Mineral Commodity Summaries,
Вирджиния, США, 2017. https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/mcs/.
Валуев Д.В., Малушин Н.Н., Валуева А.В., Дариев Р.С.,
Мамадалиев Р.А., 2016, «Изготовление комплектующих горного оборудования
с применением закалочных технологий.Материалы
Наука и техника, 127. стр. 1–5.
Вазович, Д., Костич, С., Равилич, М., и Трайкович, С., 2014,
«Воздействие на окружающую среду взрывных работ на известняковом карьере Дреновац
(Сербия)». Наука о Земле в окружающей среде, 72. стр. 3915–3928.
Ваталис, К. И., 2010, «Оценка устойчивости населением, живущим
вблизи источников ископаемого топлива в Северо-Западной Греции». Журнал
Environmental Management, 91. стр. 2581–2589.
Васкес, Л.С., Эспиноза, М.Г., и Эгуигурен, МБ, 2016, «Восприятие
социально-экологических конфликтов в горнодобывающих районах: пример проекта
Mirador в Эквадоре». Ambiente & Sociedade, 19. стр. 23–44.
Villas Bôas, H. C., 2011, A Indústria Extrativista Mineral E A Transição
Para O Desenvolvimento Sustentável, Рио-де-Жанейро: CETEM / MCT /
CNPq. С. 108.
Вулвулис, Н., Сколут, Дж. У. Ф., Оутс, К. Дж., и Плант, Дж.A., 2013,
«От оценки химического риска к управлению экологическими ресурсами —
: проблема для горнодобывающей промышленности». Экология и загрязнение
Research, 20. pp. 7815–7826.
Си, Дж., Сян, Х. и Ли, К., 2016, «Улучшение процесса по градации
однородности стального шлакового асфальтобетонного заполнителя». Процедуры
Науки об окружающей среде, 31. стр. 627–634 .
Чжан, Д., Хуанг, X., и Чжао, Ю., 2013a, «Алгоритмы для создания трех-
-мерных заполнителей и образцов асфальтовой смеси методом дискретных элементов
».”Journal of Computing in Civil Engineering, 27. pp. 111–117.
Чжан, X., Чжоу, X., Чжоу, Х., Гао, К., и Ван, З., 2013b, «Исследования
по прогнозированию глубины карбонизации шлакобетона с высокими эксплуатационными характеристиками
с учетом газопроницаемости. ”Applied Clay Science, 79. pp. 36–40.
ОБЗОР ОБРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНЫХ И ДОБЫВАЮЩЕЙ МЕТАЛЛУРГИИ 15
ПРОИСХОЖДЕНИЕ Обработка щебня для использования в качестве строительного заполнителя состоит из взрывных работ, первичного и вторичного дробления, промывки, просеивания и складирования. (1) Побочные продукты карьера образуются во время операций дробления и промывки. В результате этих операций образуются три типа побочных продуктов карьера: отсев, прудовая мелочь и пыль с рукавных фильтров. Показы Отсев — общий термин, обозначающий более мелкую фракцию щебня, которая накапливается после первичного и вторичного дробления и разделения на сите 4,75 мм (№ 4). Гранулометрический состав, форма частиц и другие физические свойства могут несколько отличаться от одного карьера к другому, в зависимости от геологического источника добываемой породы, используемого дробильного оборудования и метода, используемого для разделения грубых заполнителей.Просеиватели обычно содержат поверхности со свежими трещинами, имеют довольно равномерную градацию и обычно не содержат больших количеств пластиковой мелочи. (2) Штрафы от прудов-отстойников Прудовая мелочь — это мелочь, полученная при промывке щебня. Во время производства более крупный диапазон размеров (больше, чем сито № 30) после промывки можно извлечь с помощью шнекового классификатора для песка. Остальная мелочь в сливе сбрасывается в ряд последовательных отстойников или бассейнов, где они оседают под действием силы тяжести, иногда с помощью флокулирующих полимеров.Прудовая глина — это термин, обычно используемый для описания мелких отходов, образующихся при мытье природного песка и гравия. (3) Штрафы на рукавных фильтрах Некоторые карьеры работают как сухие заводы из-за засушливых климатических условий или отсутствия рынка промытых заполнителей. Работа сухой установки требует использования систем пылеулавливания, таких как циклоны и рукавные фильтры, для улавливания пыли, образующейся во время операций по дроблению. Эта пыль называется пылью с рукавных фильтров. По оценкам, ежегодно образуется не менее 159 миллионов метрических тонн (175 миллионов тонн) побочных продуктов карьеров, в основном в результате операций по производству щебня. Вероятно, накопилось 3,6 миллиарда метрических тонн (4 миллиарда тонн) побочных продуктов карьера. (3) ОПЦИИ ТЕКУЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ Переработка Точное количество вторичных продуктов карьера, которые перерабатываются, неизвестно.Считается, что из 159 миллионов метрических тонн (175 миллионов тонн) ежегодно производится очень небольшая часть, особенно прудовая мелочь. В недавнем обзоре три штата (Аризона, Иллинойс и Миссури) указали, что побочные продукты карьеров использовались в качестве материала насыпи, а три других штата (Флорида, Джорджия и Вермонт) указали на некоторое использование побочных продуктов карьеров в качестве основы или суббазовые приложения. (4) Некоторое использование отсевов известняка использовалось в качестве известняка в сельском хозяйстве, а мелкие фракции из карьерных источников использовались в качестве минерального наполнителя при укладке асфальта. Утилизация Практически все побочные продукты карьера утилизируются у источника карьера. Отсев хранится в сухом или влажном виде. Прудовая мелочь транспортируется в виде навозной жижи в отстойники. Мешки из рукавного фильтра обычно сбрасываются в отстойники. ИСТОЧНИКИ НА РЫНКЕ Побочные продукты карьерадоступны на более чем 3000 предприятиях карьера, расположенных во всех штатах, кроме Делавэра.Отсевы легко доступны в большинстве карьеров, особенно в карьерах известняка. Несмотря на то, что производится большое количество прудовой мелочи, ее необходимо собрать из прудов и надлежащим образом обезвоживать, прежде чем их можно будет считать пригодными для использования. Мелкие фракции в рукавных фильтрах производятся только на заводах по сухой переработке в районах, где отсутствует рынок для продуктов из промытых заполнителей. Эти районы обычно находятся в более засушливых регионах страны в западных штатах. Показы В большинстве карьеров отсев хранится отдельно на первичном или вторичном дробильном оборудовании или рядом с ним.Отсев в основном представляет собой влажный, илистый материал размером с песок, обычно с содержанием влаги от 5 до 10 процентов, в зависимости от продолжительности времени складирования отсева. Материал легко восстанавливается с помощью стандартного землеройного оборудования и самосвалов для погрузки и перевозки. Прудовые штрафы Прудовая мелочь обычно очищается или удаляется из прудов-отстойников драглайнами, складывается в течение нескольких месяцев для естественного обезвоживания, затем доставляется грузовиком, как правило, в другое место на площадке карьера.В более крупных производственных процессах может использоваться такое оборудование, как гидроциклоны, осветлители, сгустители или ленточные прессы для обезвоживания мелких частиц. При выемке грунта из отстойников содержание влаги в мелких частицах может достигать 70–80 процентов. Конечное содержание влаги в диапазоне от 20 до 30 процентов достижимо, при этом степень обезвоживания зависит от минералогии и градации мелких фракций, используемого оборудования, а также климатических условий. Если пруд не обезвожен в достаточной степени, он слишком влажный, чтобы считаться пригодным для использования материалом.Физические и химические свойства мелочи из пруда-отстойника могут широко варьироваться в зависимости от типа заполнителя и источника, но относительно постоянны в пределах одного карьера. (3) Штрафы на рукавных фильтрах Свойства пылеулавливающей пыли варьируются в зависимости от типа породы, технологического оборудования, оборудования для сбора пыли и места сбора на предприятии. Мелкие частицы из рукавного фильтра, поскольку они образуются в виде мелкодисперсного сухого порошка, обычно представляют меньшую проблему при обращении, чем просеивание или пруд.Для данного агрегата и источника производства физические и химические свойства имеют тенденцию быть относительно однородными с течением времени. (5) ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБРАБОТКЕ НА ДОРОГАХ Портландцементный бетон, асфальтобетон и текучий заполнитель Грохотыобладают свойствами, подходящими для использования в качестве заменителя заполнителя в портландцементном бетоне, текучей заливке и асфальтовых покрытиях.Мелкие частицы из рукавного фильтра и / или прудовые частицы потенциально могут заменить большую часть мелких частиц в текучих смесях наполнителя, в зависимости от требований к прочности, которые обычно довольно низки. Гранулированная основа При правильном смешивании отсев потенциально может быть использован в гранулированных базовых курсах. Минеральный наполнитель Карьерная пыль из рукавных фильтров успешно используется в качестве минерального наполнителя при укладке асфальта. Обезвоженная мелочь из пруда может быть использована в качестве минерального наполнителя при укладке горячего асфальта, в зависимости от содержания глины в мелочи пруда. Единственным побочным продуктом карьерной мелочи, который потребует значительной обработки для любого из вышеперечисленных применений, является прудовая мелочь, которую необходимо надлежащим образом обезвоживать перед использованием. Мелкие частицы пруда потребуют большей степени обезвоживания для использования в качестве минерального наполнителя в асфальте, чем для использования в текучем наполнителе. СВОЙСТВА МАТЕРИАЛАФизические свойства
Таблица 12-1. Средний гранулометрический состав отсева из различных карьерных источников. (3)
Химические свойства Существует очень небольшая разница в химическом составе или минералогии отсевов и прудовой мелочи из одного и того же карьера или источника породы, а также очень небольшая разница в химическом составе в пределах фракций размера прудовой мелочи. (5) В таблице 12-4 представлен перечень химических и минералогических составляющих отсевов (минус 4,75 мм (сито № 4)) и прудовой мелочи из того же гранитного карьера. Мелкие компоненты пруда далее подразделяются на общий объемный образец и части образца, которые крупнее и тоньше 0,106 мм (сито № 140). Механические свойства Опубликованные данные по механическим свойствам (удельный вес, плотность в уплотненном состоянии, коэффициент подшипника для Калифорнии (CBR), прочность на сдвиг и т. Д.)) либо отсевов, либо штрафов за пруд, либо штрафов за рукавные фильтры не всегда доступны. Можно ожидать, что механические свойства побочных продуктов карьера будут варьироваться в зависимости от типа породы, из которой были получены побочные продукты. Таблица 12-2. Гранулометрический состав прудовой мелочи из карьеров адоломитового известняка и диабаза в системах осушения (процент прохождения). (3)
Таблица 12-3. Гранулометрический состав пыли рукавных фильтров от обработки нескольких различных типов горных пород. (3)
Таблица 12-4.Химический состав и минералогическая принадлежность отсевов и прудовой мелочи из гранитного карьера. (3)
ССЫЛКИ
Предыдущая | Содержание | Следующий |
Агрегат | Музей наук о Земле
Статьи о камнях и минералах
Кэти Фейк
Песок, гравий и щебень считаются заполнителями. Проще говоря, агрегаты включают зерна или фрагменты породы. Это невозобновляемый ресурс, который мы получаем ежедневно, но редко задумываемся.Совокупная отрасль является крупнейшей отраслью природных ресурсов Онтарио, влияющей практически на все аспекты нашей повседневной жизни.
Использует:Заполнитель используется для изготовления фундамента, бетонных блоков, кирпича, раствора, черепицы, стали, стекла и асфальта, и это лишь некоторые из них. Используется для постройки и обслуживания:
- Городская, пригородная и сельская инфраструктура, включая коммерческие и жилые здания
- Автомагистрали, мосты, тротуары и автостоянки
- Заводы, объекты энергетики
- Системы хранения, фильтрации и подачи воды
- Системы сбора и очистки сточных вод
- Ежегодное производство агрегата по всему миру составляет около 16.5 миллиардов тонн (15 миллионов метрических тонн, что оценивается более чем в 70 миллиардов долларов)
- Только в Онтарио мы потребляем 170 миллионов тонн в год (с 1992 по 2003 год). Заполнители используются в больших количествах, чем любые другие природные ресурсы
- При строительстве каждого дома использовано более 440 тонн заполнителя (22 грузовых автомобиля).
- В небольшой школе используется около 13000 тонн заполнителя (650 грузовых автомобилей)
- Офисная башня использует более 16000 тонн (800 грузовых автомобилей)
- На строительство одного километра шестиполосной автомагистрали необходимо 51 800 тонн заполнителя
- (2590 грузовых автомобилей).
закупается оптом, по довольно низкой цене. Транспортировка на дальние расстояния может существенно увеличить стоимость, поэтому часто важно использовать заполнитель, расположенный близко к тому месту, где он необходим. В некоторых случаях имеется мало запасов, имеющийся агрегат не соответствует требованиям для использования или возникает земельный конфликт, который мешает процессу добычи. Это часто приводит к высоким ценам на строительство и обслуживание инфраструктуры, поскольку материалы необходимо доставлять на расстоянии.
Горное дело:Заполнители используются либо в их естественном состоянии, либо после дробления, промывки и калибровки. Материалы можно использовать без упаковки, либо песок, гравий и щебень можно комбинировать со связующим веществом для образования бетона, раствора или асфальта.
Процесс добычи начинается с удаления покрывающих пород, чтобы обнажить материалы под ними. Почву и частично выветрившиеся камни можно оттеснить бульдозерами, а затем удалить обычными погрузчиками и самосвальными грузовиками.
Песок и гравий
Отложения песка и гравия являются продуктом эрозии коренных пород и последующего переноса, истирания и отложения этих материалов. Вода и ледяной лед являются основными факторами, влияющими на распределение отложений песка и гравия. По этой причине агрегатные материалы широко распространены и многочисленны вблизи прошлых рек и ручьев, в аллювиальных бассейнах и в ранее покрытых льдом территориях.
Песок и гравий добывают в открытых карьерах или выкачивают из подводных складов.Песок и гравий, расположенные над уровнем грунтовых вод, можно добывать с помощью обычного землеройного оборудования (бульдозеры, фронтальные погрузчики, мотыги и скребковые грейдеры). Там, где материалы лежат под уровнем грунтовых вод, проще всего откачать воду из ямы перед перемещением материалов. Если откачка воды невозможна, можно использовать методы мокрой добычи (драглайны, грейферы, ковш и погрузчик или гидравлические земснаряды).
Коренная порода
Коренная порода — исходный материал для щебня.Не все породы одинаково полезны в качестве заполнителя. Некоторые камни слишком мягкие и поглощающие; другие слишком химически реактивны, чтобы быть полезными. Если материал подходит для добычи полезных ископаемых, то в большинстве случаев камень необходимо просверлить и взорвать, чтобы разбить его на части. Для этого в породе просверливаются отверстия, которые частично заполняются взрывчаткой. Верхняя часть отверстия заполнена невзрывоопасными материалами, которые действуют как пробка. Затем взрывается взрывчатка. Общий взрыв обычно длится всего долю секунды и состоит из множества отдельных более мелких взрывов, разделенных задержками в несколько тысячных долей секунды.Если порода все еще слишком велика, может потребоваться вторичное дробление, которое обычно выполняется с помощью гидравлических молотов, падающих шаров или других механических устройств. Затем взорванный материал можно удалить так же, как песок и гравий.
Обработка:Обработка агрегатов обычно включает транспортировку материалов на завод, дробление, просеивание, промывку, складирование и погрузку. Первый шаг — переместить материал из шахты в первичную дробилку.Затем измельченный материал перемещается по конвейеру к отвалу. Затвор в туннеле в нижней части нагнетательной сваи выпускает песок, гравий или щебень с постоянной скоростью на конвейерную ленту, а затем во вторичную систему дробления и грохочения, где он далее дробится и сортируется по размеру. Слишком большая порода отправляется обратно через дробилку и грохочение. При необходимости материал можно постирать перед продажей. После продажи агрегат загружается в грузовики, железнодорожные вагоны или баржи для транспортировки до конечного пункта назначения.
Ссылки:Лангер, В. Х., Брю, Л. Дж., И Сакс, Дж. С. (2004). Агрегат и окружающая среда.
История бетона — InterNACHI®
Ник Громико, CMI® и Кентон ШепардПериод времени, в течение которого был впервые изобретен бетон, зависит от того, как интерпретировать термин «бетон». Древние материалы представляли собой неочищенный цемент, полученный путем дробления и обжига гипса или известняка. Известь также относится к измельченному обожженному известняку. Когда к этим цементам были добавлены песок и вода, они превратились в строительный раствор, который представлял собой гипсовидный материал, используемый для соединения камней друг с другом.За тысячи лет эти материалы были усовершенствованы, объединены с другими материалами и, в конечном итоге, превратились в современный бетон.
Сегодняшний бетон изготавливается с использованием портландцемента, крупных и мелких заполнителей камня и песка, а также воды. Добавки — это химические вещества, добавляемые к бетонной смеси для контроля ее схватывания и используемые в основном при укладке бетона в экстремальных условиях окружающей среды, таких как высокие или низкие температуры, ветреные условия и т. Д.
Прекурсор бетона был изобретен примерно в 1300 г. до н.э., когда Срединный Восточные строители обнаружили, что, когда они покрывали внешние поверхности своих крепостей из толченой глины и стены домов тонким влажным слоем обожженного известняка, он вступал в химическую реакцию с газами в воздухе, образуя твердую защитную поверхность.Это не был бетон, но это было началом развития цемента.
Ранние цементирующие композитные материалы, как правило, включали измельченный в строительный раствор, обожженный известняк, песок и воду, которые использовались для строительства из камня, в отличие от заливки материала в форму, которая, по сути, используется в современном бетоне. бетонные формы.
Как один из ключевых компонентов современного бетона, цемент существует уже давно. Около 12 миллионов лет назад на территории современного Израиля естественные отложения образовались в результате реакций между известняком и горючими сланцами, образовавшимися в результате самовозгорания.Однако цемент — это не бетон. Бетон — это композитный строительный материал, и ингредиенты, из которых цемент является лишь одним из них, менялись с течением времени и меняются даже сейчас. Рабочие характеристики могут меняться в зависимости от различных сил, которым бетон должен будет противостоять. Эти силы могут быть постепенными или интенсивными, они могут исходить сверху (гравитация), снизу (пучение почвы), по бокам (боковые нагрузки) или могут принимать форму эрозии, истирания или химического воздействия. Компоненты бетона и их пропорции называются дизайнерской смесью.
Раннее использование бетона
Первые бетонные конструкции были построены набатейскими торговцами или бедуинами, которые оккупировали и контролировали ряд оазисов и создали небольшую империю в регионах южной Сирии и северной Иордании примерно в 6500 году до нашей эры. . Позже они обнаружили преимущества гидравлической извести, то есть цемента, который затвердевает под водой, и к 700 г. до н.э. они строили печи для производства раствора для строительства домов из щебня, бетонных полов и подземных водонепроницаемых цистерн.Цистерны держались в секрете и были одной из причин, по которым набатеи смогли процветать в пустыне.
При изготовлении бетона Набатеи понимали необходимость сохранять смесь как можно более сухой или с низкой оседанием, так как избыток воды создает пустоты и слабые места в бетоне. Их строительные практики включали утрамбовку свежеуложенного бетона специальными инструментами. В процессе утрамбовки образуется больше геля, который представляет собой связующий материал, образующийся в результате химических реакций, происходящих во время гидратации, которые связывают частицы и агрегат вместе.
Древнее здание Набатеи
Как и у римлян, 500 лет спустя, у Набатеи был доступный на местном уровне материал, который можно было использовать для придания водонепроницаемости цементу. На их территории были крупные поверхностные месторождения мелкодисперсного кварцевого песка. Просачивание грунтовых вод через кремнезем может превратить его в пуццолановый материал, представляющий собой песчаный вулканический пепел. Чтобы сделать цемент, набатеи обнаружили отложения, зачерпнули этот материал и соединили его с известью, а затем нагрели в тех же печах, которые они использовали для изготовления своей керамики, поскольку целевые температуры лежали в том же диапазоне.
Примерно к 5600 году до нашей эры вдоль реки Дунай на территории бывшей Югославии дома были построены с использованием бетона для полов.
Египет
Примерно за 3000 лет до нашей эры древние египтяне использовали грязь, смешанную с соломой, для изготовления кирпичей. Грязь с соломой больше похожа на саман, чем на бетон. Тем не менее, они также использовали гипс и известковые растворы при строительстве пирамид, хотя большинство из нас считает раствор и бетон двумя разными материалами. Для постройки Великой пирамиды в Гизе потребовалось около 500 000 тонн строительного раствора, который использовался в качестве подстилки для облицовочных камней, образующих видимую поверхность законченной пирамиды.Это позволило каменщикам вырезать и устанавливать облицовочные камни с открытыми швами не более 1/50 дюйма.
Облицовочный камень пирамиды
Китай
Примерно в то же время северные китайцы использовали цемент в строительстве лодок и при строительстве Великой китайской стены. Спектрометрические испытания подтвердили, что ключевым ингредиентом строительного раствора, используемого в Великой китайской стене и других древних китайских сооружениях, был клейкий клейкий рис. Некоторые из этих построек выдержали испытание временем и противостояли даже современным попыткам сноса.
Рим
К 600 г. до н.э. греки открыли природный пуццолан, который при смешивании с известью приобрел гидравлические свойства, но греки были далеко не такими успешными в строительстве из бетона, как римляне. К 200 г. до н.э. римляне очень успешно строили из бетона, но это не было похоже на бетон, который мы используем сегодня. Это был не пластиковый текучий материал, налитый в формы, а больше похожий на зацементированный щебень. Римляне строили большинство своих построек, складывая камни разных размеров и вручную заполняя промежутки между камнями раствором.Над землей стены как внутри, так и снаружи были облицованы глиняными кирпичами, которые также служили формой для бетона. Кирпич имел небольшую структурную ценность или не имел ее вообще, и их использовали в основном в косметических целях. До этого времени и в большинстве мест того времени (включая 95% Рима) обычно используемые растворы представляли собой простой известняковый цемент, который медленно затвердевает от реакции с переносимым по воздуху углекислым газом. Истинной химической гидратации не произошло. Эти минометы были слабыми.
Для более грандиозных и искусных структур римлян, а также для их наземной инфраструктуры, требующей большей прочности, они делали цемент из вулканического песка с естественной реакцией под названием harena fossicia .Для морских сооружений и сооружений, подверженных воздействию пресной воды, таких как мосты, доки, ливневые стоки и акведуки, они использовали вулканический песок под названием пуццуолана. Эти два материала, вероятно, представляют собой первое крупномасштабное использование действительно цементирующего вяжущего. Pozzuolana и harena fossicia химически реагируют с известью и водой, гидратируются и затвердевают в каменную массу, которую можно использовать под водой. Римляне также использовали эти материалы для строительства больших сооружений, таких как римские бани, Пантеон и Колизей, и эти сооружения все еще стоят сегодня.В качестве добавок они использовали животный жир, молоко и кровь — материалы, которые отражают очень элементарные методы. С другой стороны, помимо использования природных пуццоланов, римляне научились производить два типа искусственных пуццоланов — кальцинированную каолинитовую глину и кальцинированные вулканические камни, — которые, наряду с впечатляющими строительными достижениями римлян, являются свидетельством высокого уровня технической сложности для того времени.
Пантеон
Построенный римским императором Адрианом и завершенный в 125 году нашей эры, Пантеон имеет самый большой из когда-либо построенных неармированных бетонных куполов.Купол имеет 142 фута в диаметре и имеет 27-футовое отверстие, называемое окулусом, на вершине, которая находится на высоте 142 фута над полом. Он был построен на месте, вероятно, начав над внешними стенами и создав все более тонкие слои по мере продвижения к центру.
Пантеон имеет внешние фундаментные стены шириной 26 футов и глубиной 15 футов, сделанные из пуццоланового цемента (извести, химически активного вулканического песка и воды), утрамбованного поверх слоя плотного каменного заполнителя.То, что купол все еще существует, — это случайность. Оседание и движение в течение почти 2000 лет, наряду со случайными землетрясениями, создали трещины, которые обычно ослабляли бы структуру настолько, что к настоящему времени она должна была бы разрушиться. Наружные стены, поддерживающие купол, содержат семь равномерно расположенных ниш с камерами между ними, которые выходят наружу. Эти ниши и камеры, изначально спроектированные только для минимизации веса конструкции, тоньше основных частей стен и действуют как контрольные соединения, контролирующие расположение трещин.Напряжения, вызванные движением, снимаются за счет трещин в нишах и камерах. Это означает, что купол по существу поддерживается 16 толстыми, конструктивно прочными бетонными столбами, образованными частями внешних стен между нишами и камерами. Другим методом снижения веса было использование очень тяжелых заполнителей с низкой структурой и использование более легких и менее плотных заполнителей, таких как пемза, высоко в стенах и в куполе. Стенки также сужаются по толщине, чтобы уменьшить вес наверху.
Римские гильдии
Еще одним секретом успеха римлян было использование ими торговых гильдий. У каждой профессии была гильдия, члены которой отвечали за передачу своих знаний о материалах, методах и инструментах ученикам и римским легионам. Помимо боевых действий, легионы обучались самодостаточности, поэтому они также обучались методам строительства и технике.
Технологические вехи
В средние века технология производства бетона поползла назад.После падения Римской империи в 476 году нашей эры, методы изготовления пуццоланового цемента были утеряны, пока в 1414 году не было обнаружено рукописей, описывающих эти методы, которые возродили интерес к строительству из бетона.
Только в 1793 году технология сделала большой шаг вперед, когда Джон Смитон открыл более современный метод производства гидравлической извести для цемента. Он использовал известняк, содержащий глину, которую обжигали до тех пор, пока она не превратилась в клинкер, который затем измельчал в порошок.Он использовал этот материал при исторической перестройке маяка Эддистоун в Корнуолле, Англия.
Версия Смитона (третья) маяка Эддистоун, завершенная в 1759 году.
Спустя 126 лет он разрушился из-за эрозии скалы, на которой он стоял.
Наконец, в 1824 году англичанин по имени Джозеф Аспдин изобрел портландцемент, сжигая мелко измельченный мел и глину в печи до тех пор, пока не будет удален углекислый газ.Он был назван «портлендским» цементом, потому что он напоминал высококачественные строительные камни, найденные в Портленде, Англия. Широко распространено мнение, что Аспдин был первым, кто нагрел глинозем и кремнезем до точки стеклования, что привело к плавлению. В процессе стеклования материалы становятся стеклоподобными. Аспдин усовершенствовал свой метод, тщательно распределив известняк и глину, измельчив их, а затем обожгив полученную смесь в клинкер, который затем измельчили в готовый цемент.
Состав современного портландцемента
До открытия портландцемента и в течение нескольких лет после этого использовались большие количества природного цемента, который производился путем сжигания смеси извести и глины природного происхождения.Поскольку ингредиенты природного цемента смешаны по своей природе, его свойства сильно различаются. Современный портландцемент производится по строгим стандартам. Некоторые из многих соединений, содержащихся в нем, важны для процесса гидратации и химических характеристик цемента. Его получают путем нагревания смеси известняка и глины в печи до температур от 1300 ° F до 1500 ° F. До 30% смеси становится расплавленным, но остальная часть остается в твердом состоянии, подвергаясь химическим реакциям, которые могут быть медленными.В конечном итоге смесь образует клинкер, который затем измельчают в порошок. Небольшая часть гипса добавляется, чтобы замедлить скорость гидратации и сохранить бетон более пригодным для обработки. Между 1835 и 1850 годами впервые были проведены систематические испытания цемента на сжатие и растяжение, а также первые точные химические анализы. Только в 1860 году были впервые произведены портлендские цементы современного состава.
Обжиговые печи
В первые дни производства портландцемента печи были вертикальными и стационарными.В 1885 году английский инженер разработал более эффективную печь, которая была горизонтальной, слегка наклонной и могла вращаться. Вращающаяся печь обеспечивала лучший контроль температуры и лучше справлялась с перемешиванием материалов. К 1890 году на рынке доминировали вращающиеся печи. В 1909 году Томас Эдисон получил патент на первую длинную печь. Эта печь, установленная на заводе Edison Portland Cement Works в Нью-Виллидж, штат Нью-Джерси, имела длину 150 футов. Это было примерно на 70 футов длиннее, чем используемые в то время печи. Промышленные печи сегодня могут достигать 500 футов в длину.
Вращающаяся печь
Вехи строительства
Хотя были исключения, в течение 19 -го века бетон использовался в основном для промышленных зданий. Он считался социально неприемлемым в качестве строительного материала по эстетическим соображениям. Первое широкое использование портландцемента в жилищном строительстве было в Англии и Франции между 1850 и 1880 годами французом Франсуа Куанье, который добавил стальные стержни, чтобы предотвратить распространение наружных стен, а затем использовал их в качестве элементов изгиба.Первым домом, построенным из железобетона, был коттедж для прислуги, построенный в Англии Уильямом Б. Уилкинсоном в 1854 году. В 1875 году американский инженер-механик Уильям Уорд завершил строительство первого дома из железобетона в США. Он до сих пор стоит в Порт-Честере, штат Нью-Йорк. Уорд усердно вел записи о строительстве, поэтому об этом доме известно очень много. Он был построен из бетона из-за страха его жены перед огнем, и, чтобы быть более социально приемлемым, он был спроектирован так, чтобы напоминать каменную кладку.Это было началом того, что сегодня является отраслью с оборотом в 35 миллиардов долларов, в которой только в США работает более 2 миллионов человек.
Дом, построенный Уильямом Уордом, обычно называют Замком Уорда.
В 1891 году Джордж Варфоломей залил первую бетонную улицу в США, и она существует до сих пор. Бетон, используемый для этой улицы, испытан на давление около 8000 фунтов на квадратный дюйм, что примерно вдвое превышает прочность современного бетона, используемого в жилищном строительстве.
Корт-стрит в Беллефонтене, штат Огайо, которая является старейшей бетонной улицей в США.S.
К 1897 году Sears Roebuck продавала бочки импортного портландцемента емкостью 50 галлонов по цене 3,40 доллара за штуку. Хотя в 1898 году производители цемента использовали более 90 различных формул, к 1900 году базовые испытания — если не методы производства — стали стандартизованными.
В конце 19, и века, использование железобетона более или менее одновременно осваивалось немцем Г.А. Уэйсс, француз Франсуа Хеннебик и американец Эрнест Л.Выкуп. Рэнсом начал строительство из железобетона в 1877 году и запатентовал систему, в которой использовались скрученные квадратные стержни для улучшения связи между сталью и бетоном. Большинство построенных им построек были промышленными.
Компания Hennebique начала строить дома из стали во Франции в конце 1870-х годов. Он получил патенты во Франции и Бельгии на свою систему и добился большого успеха, в конечном итоге построив империю, продавая франшизы в крупных городах. Он продвигал свой метод, читая лекции на конференциях и разрабатывая стандарты своей компании.Как и Рэнсом, большинство построек, построенных Хеннебиком, были промышленными. В 1879 году Уэйсс купил права на систему, запатентованную французом по имени Монье, который начал использовать сталь для армирования бетонных цветочных горшков и контейнеров для растений. Wayss продвигал систему Wayss-Monier.
В 1902 году Август Перре спроектировал и построил многоквартирный дом в Париже, используя железобетон для колонн, балок и перекрытий. В здании не было несущих стен, но у него был элегантный фасад, который помог сделать бетон более социально приемлемым.Здание вызвало всеобщее восхищение, и бетон стал более широко использоваться как архитектурный материал, а также как строительный материал. Его дизайн повлиял на проектирование железобетонных зданий в последующие годы.
25 Rue Franklin в Париже, Франция
В 1904 году в Цинциннати, штат Огайо, было построено первое бетонное высотное здание. Его высота составляет 16 этажей или 210 футов.
Здание Ингаллз в Цинциннати, Огайо
В 1911 году в Риме был построен мост Рисорджименто.Его ширина составляет 328 футов.
Мост Рисорджименто в Риме
В 1913 году первая партия товарной смеси была доставлена в Балтимор, штат Мэриленд. Четыре года спустя Национальное бюро стандартов (ныне Национальное бюро стандартов и технологий) и Американское общество испытаний и материалов (ныне ASTM International) разработали стандартную формулу портландцемента.
В 1915 году Matte Trucco построил пятиэтажный автозавод Fiat-Lingotti в Турине из железобетона.На крыше здания находился автомобильный испытательный полигон.
Автозавод Fiat-Lingotti в Турине, Италия
Эжен Фрейссине был французским инженером и пионером в использовании железобетонных конструкций. В 1921 году он построил два гигантских ангара для дирижаблей с параболической аркой в аэропорту Орли в Париже. В 1928 году он получил патент на предварительно напряженный бетон.
Ангар для дирижаблей с параболической аркой в аэропорту Орли в Париже, Франция
Строительство ангара для дирижаблей
Воздухововлечение
В 1930 году были разработаны воздухововлекающие агенты. устойчивость бетона к замерзанию и улучшенная его удобоукладываемость.Воздухововлечение стало важным шагом в улучшении долговечности современного бетона. Воздухововлечение — это использование агентов, которые при добавлении в бетон во время перемешивания создают множество очень маленьких пузырьков воздуха, расположенных близко друг к другу, и большинство из них остаются в затвердевшем бетоне. Бетон затвердевает в результате химического процесса, называемого гидратацией. Для гидратации бетон должен иметь минимальное водоцементное соотношение 25 частей воды на 100 частей цемента. Вода, превышающая это соотношение, является избыточной водой и помогает сделать бетон более пригодным для укладки и отделочных работ.По мере высыхания и затвердевания бетона излишки воды испаряются, оставляя поверхность бетона пористой. В эти поры может попадать вода из окружающей среды, такая как дождь или талый снег. Морозная погода может превратить эту воду в лед. Когда это происходит, вода расширяется, создавая небольшие трещины в бетоне, которые будут увеличиваться по мере повторения процесса, что в конечном итоге приведет к отслаиванию поверхности и ее разрушению, называемому отслаиванием. Когда бетон увлекается воздухом, эти крошечные пузырьки могут слегка сжиматься, поглощая часть напряжения, создаваемого расширением, когда вода превращается в лед.Вовлеченный воздух также улучшает удобоукладываемость, поскольку пузырьки действуют как смазка между заполнителем и частицами в бетоне. Захваченный воздух состоит из более крупных пузырьков, застрявших в бетоне, и не считается полезным.
Тонкая оболочка
Опыт в строительстве из железобетона в конечном итоге позволил разработать новый способ строительства из бетона; Метод тонкой оболочки включает в себя строительные конструкции, такие как крыши, с относительно тонкой оболочкой из бетона.Купола, арки и сложные кривые обычно строятся с помощью этого метода, поскольку они имеют естественные формы. В 1930 году испанский инженер Эдуардо Торроха спроектировал для рынка Альхесирас невысокий купол толщиной 3½ дюйма и шириной 150 футов. Стальные тросы использовались для образования натяжного кольца. Примерно в то же время итальянец Пьер Луиджи Нерви начал строительство ангаров для ВВС Италии, как показано на фото ниже.
Монтируемые на месте ангары для ВВС Италии
Ангары были отлиты на месте, но для большей части работ Nervi использовался сборный бетон.
Вероятно, наиболее опытным человеком, когда дело дошло до строительства с использованием методов бетонной оболочки, был Феликс Кандела, испанский математик-инженер-архитектор, который практиковал в основном в Мехико. Крыша лаборатории космических лучей в университете Мехико была построена толщиной 5/8 дюйма. Его фирменной формой был гиперболический параболоид. Хотя здание, показанное на фотографии ниже, не было спроектировано Канделой, это хороший пример гиперболической параболоидной крыши.
Гиперболическая параболоидная крыша церкви в Боулдере, Колорадо
Та же строящаяся церковь
Некоторые из самых ярких крыш в мире были построены с использованием тонкослойной технологии, как показано ниже.
Сиднейский оперный театр в Сиднее, Австралия
Плотина Гувера
В 1935 году плотина Гувера была завершена после заливки примерно 3250000 ярдов бетона, с дополнительными 1110000 ярдами, использованными на электростанции и другие сооружения, связанные с плотиной. Имейте в виду, что это произошло менее чем через 20 лет после того, как была установлена стандартная рецептура цемента.
Колонны блоков, заполненные бетоном на плотине Гувера в феврале 1934 года
Инженеры Бюро мелиорации подсчитали, что если бетон был помещен в единую монолитную заливку, строительство дамбы потребовалось бы 125 лет. остыть, и напряжения от выделяемого тепла и сжатия, которое происходит при застывании бетона, могут привести к растрескиванию и разрушению конструкции.Решение заключалось в том, чтобы залить плотину серией блоков, образующих колонны, при этом некоторые блоки были размером до 50 квадратных футов и высотой 5 футов. Каждая секция высотой 5 футов имеет ряд установленных труб диаметром 1 дюйм, по которым перекачивается речная вода, а затем механически охлажденная вода для отвода тепла. Как только бетон перестал сжиматься, трубы были заполнены раствором. Образцы бетонного ядра, испытанные в 1995 году, показали, что бетон продолжает набирать прочность и имеет прочность на сжатие выше среднего.
Верхняя часть плотины Гувера показана, когда она заполняется впервые.
Плотина Гранд-Кули
Плотина Гранд-Кули в Вашингтоне, построенная в 1942 году, является крупнейшей бетонной конструкцией из когда-либо существовавших. построен. Он содержит 12 миллионов ярдов бетона. Раскопки потребовали удаления более 22 миллионов кубических ярдов земли и камня. Чтобы уменьшить количество грузовых перевозок, была построена конвейерная лента длиной 2 мили. В местах фундамента цементный раствор закачивали в отверстия, пробуренные глубиной от 660 до 880 футов (в граните), чтобы заполнить любые трещины, которые могли ослабить землю под плотиной.Чтобы избежать обрушения грунта под весом покрывающих пород, в землю были вставлены 3-дюймовые трубы, по которым закачивалась охлажденная жидкость из холодильной установки. Это заморозило землю, сделав ее достаточно стабилизированной, чтобы строительство могло продолжаться.
Плотина Гранд-Кули
Бетон для плотины Гранд-Кули укладывался теми же методами, что и плотина Гувера. После помещения в колонны холодная речная вода перекачивалась по трубам, встроенным в затвердевающий бетон, снижая температуру в формах с 105 ° F (41 ° C) до 45 ° F (7 ° C).Это привело к сокращению дамбы примерно на 8 дюймов в длину, и образовавшиеся щели были заполнены раствором.
Строящаяся плотина Гранд-Кули
Высотное строительство
За годы, прошедшие после постройки Ингаллс-билдинг в 1904 году, большинство высотных зданий были построены из стали. Строительство в 1962 году 60-этажных башен-близнецов Бертрана Голдберга в Чикаго вызвало новый интерес к использованию железобетона для строительства высотных зданий.
Самое высокое сооружение в мире (по состоянию на 2011 год) было построено из железобетона. Бурдж-Халифа в Дубае в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) имеет высоту 2717 футов.
Вот несколько фактов:
- Это многофункциональная структура с гостиницей, офисными и торговыми помещениями, ресторанами, ночными клубами, бассейнами и 900 резиденциями.
- В строительстве использовано 431 600 кубических метров бетона и 61 000 тонн арматуры.
- Вес пустого здания составляет около 500 000 тонн, примерно столько же, сколько миномет, использованный при строительстве Великой пирамиды в Гизе.
- Бурдж-Халифа может одновременно вместить 35 000 человек.
- Чтобы преодолеть 160 этажей, некоторые из 57 лифтов перемещаются со скоростью 40 миль в час.
- Жаркий влажный климат Дубая в сочетании с системой кондиционирования воздуха, необходимой для поддержания наружной температуры, превышающей 120 ° F, производит столько конденсата, что он собирается в сборном баке в подвале и используется для орошения ландшафта.