Конспект лекций по международному частному праву 1 страница

КАМЕННЫХ ПОРОД»

Общие сведения.

Плотные природные каменные горные породы – основная сырьевая база для производства заполнителей. По происхождению горные породы подразделяются на 3 класса: магматические, осадочные и метаморфические.

Из магматических изверженных горных пород широкое применение нашли граниты. Плотность 2600….2700 кг/м³, водопоглощение 0,5%. Цвет обычно красноватый или серый. Кроме гранита для производства заполнителей используют габбро – порода крупнокристаллическая, базальт и диабаз – мелкокристаллические или скрытокристаллические породы. Цвет этих пород от серого до черного, иногда с зеленым оттенком. Все эти породы отличаются высокой прочностью.

Осадочные обломочные породы образовали залежи песка и гравия, которые являются самыми доступными, дешевыми и широко применяемыми заполнителями для бетонов.

Большинство эксплуатируемых месторождений песка и гравия – алювиального происхождения. Они образованы речными отложениями. Вода в зависимости от скорости течения может переносить более или менее крупные зерна горных пород. Когда скорость потока уменьшается, из воды выпадают более крупные частицы, а пылевидные, илистые и глинистые частицы обычно уносятся водой или же отлагаются в последнюю очередь. Таким образом, вода не только переносит залежи песка и гравия, но одновременно промывает и сортирует их.

Песок и гравий горного ледникового происхождения не отсортированы, залегают в виде песчано-гравийных смесей и частично загрязнены глинистыми примесями. Залежи песков, образованные ветрами (дюнные, барханные) в бетонах применяют ограниченно. Эти пески обычно слишком мелки, а их зерна имеют очень гладкую, полированную поверхность, что ухудшает их сцепление с цементным камнем.

Обломочные горные породы могут быть сцементированными (песчаники, конгломераты). Отдельные виды песчаников прочны и применяются для производства заполнителей.

Осадочные карбонатные горные породы имеют также широкое применение (известняки, доломиты). Известняки стойки против воздействия щелочей в среде ПЦ камня, отличаются хорошим сцеплением с ним в бетоне.

Из метаморфических горных пород для производства заполнителей используют гнейсы – метаморфизированные граниты. От гранитов гнейсы отличаются слоистым строением. По прочности и плотности гнейсы, практически, не уступают гранитам.

Метаморфизированные кремнеземистые песчаники – кварциты представляют собой высокопрочную горную породу из сросшихся между собой кристаллов кварца. Кварциты стойки против щелочей и кислот. Однако, сцепление их с цементным камнем недостаточное.

Мраморы – метаморфизированные известняки, обладают высокой прочностью, после дробления обладают хорошим сцеплением с цементным камнем, однако, реагируют с углекислотой окружающей среды.

Применение того или иного вида заполнителей должно быть обоснованно научно-технической документацией.

Песок.

Песок – неорганический сыпучий материал с крупностью зерен от 0,16 до 5 мм. Песок применяют в бетоне как мелкий заполнитель. Чем больше песка вводится в смесь, тем меньше будет расход цемента. Однако чрезмерное содержание приводит к снижению прочности бетона.

Песок в соответствии с ГОСТ 8736-93 «Песок для технических работ. Технические условия» подразделяется на:

– Природный, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования специального обогатительного оборудования.

– Дробленый, изготавливаемый из скальных горных пород и гравия с использованием специального дробильно-размольного оборудования.

– Фракционированный песок – песок, разделенный на 2 или более фракций с использованием спецоборудования.

– Песок из отсевов дробления, получаемый из отсевов дробления горных пород при производстве щебня и из отходов обогащения руд черных и цветных металлов, и неметаллических ископаемых и других отраслей промышленности.

При определении гранулометрического состава песка сита размером 5 и 10 мм служат для выявления засоренности песка зернами гравия или щебня. Зерна размерами более 10 мм в песке не допускаются, а размером от 5 до 10 мм допускается в количестве не более 5% по массе.

Зерновой состав определяется после удаления крупных включений. После чего строится кривая просеивания: ось Х – размер сит; ось У – полные остатки. Песок по модулю крупности (ГОСТ 8736-93) делится на 8 групп.

Группа песка	МК
Очень крупный	> 3,5
Повышенной крупности	3,0…3,5
Крупный	2,5…3,0
Средний	2,0…2,5
Мелкий	1,5…2,0
Очень мелкий	1,0…1,5
Тонкий	0,7…1,0
Очень тонкий	< 0,7

МК= SА_i/100, где А_i – полные остатки на ситах.

Цементное тесто в бетонной смеси обволакивает зерна песка, покрывая их тонким слоем. Чем больше удельная поверхность песка, тем большим будет расход цемента на их обволакивание и раздвижку. Удельная поверхность фр. 2,5-5 мм примерно 10 см²/г, а для мелких песков 100-300 см²/г.

В песке могут содержаться примеси нежелательные в бетоне, поэтому ГОСТ 8736-93 ограничивает содержание пылевидных, илистых и глинистых частиц и глины в комках. ГОСТом также назначается марка песка песка из отсевов дробления по прочности. Ограничивается содержание вредных компонентов и примесей: аморфный SiO₂, серы, слюды и т.п.

Влажность песка заметно влияет на его свойства, в частности на насыпную плотность. Увлажнение песка до 20% насыпная плотность уменьшается,

r^нас, кг/м³ при увеличении влажности свыше 20%, песок

займет примерно такой же объем, как и сухой

рыхлонасыпанный. Это объясняется тем, что

влажный песок не столь сыпуч как сухой. Пле

ночная вода обладает свойствами клея, т.е.

r^нас_min песчинки слипаются и образуют рыхлую

структуру.

0 20 w, %

Учет влажности необходим для корректировки расхода воды на замес. Обычно контроль влажности ведется периодическим отбором проб и высушиванием. Однако длительность такого испытания нередко снижает его ценность, поскольку влажность песка может изменяться от замеса к замесу.

В последнее время применяют радиоволны сверхвысокой частоты или радиоактивные изотопы для непрерывного определения влажности песка.

Добыча природного песка.

Природный песок добывается в песчаных или песчано-гравийных карьерах. По условиям залегания месторождения песка подразделяются на косогорные, равнинные и водные. Залежи пески в месторождениях обычно скрыты под слоем почвы, а также глинистых и др. пород. Этот слой называется вскрышей, отношение его объема к объему полезного ископаемого – коэффициент вскрыши.

Вскрышные работы осуществляются бульдозерами, скреперами. Для разработки песка в открытых карьерах используют разнообразные экскаваторы, скреперы и др. машины.

Основным видом карьерного транспорта являются автосамосвалы и автотягочи с прицепами и полуприцепами, самосвалы-троллейвозы, ж/д транспорт и т.д.

Подводная добыча песка со дна водоемов и в обводненных карьерах может производиться с помощью экскаваторов-драглайнов («драг» (правильно дранк – непр. гл. от дринк) – пьющая «лайн» линия), канатных скреперов, землечерпалок, но наиболее эффективной считается гидромеханизация.

Для разработки подводных месторождений используют плавучие установки, называемые землесосными снарядами или земснарядами. Они представляют собой понтон, на котором располагается мощный насос центробежного типа. Разрыхленный песок в виде пульпы транспортируется в гидроотвалы, откуда вода стекает назад в водоем. При этом одновременно производиться отмывка песка от пылевидных и глинистых примесей, его обогащение и фракционирование.

Гидромеханизированная добыча песка наиболее экономична.

Дробленный песок получают путем дробления свежих невыветрелых магматических, метаморфических или плотных карбонатных осадочных пород.

Форма зерен зависит от структуры дробленой породы и способа дробления. Способ дробления связан с выбором дробильного оборудования. Дробилки, работающие по принципу сжатия породы (щековая, конусная, валковая) дают большое количество зерен пластинчатой формы. Дробилки ударного действия (молотковые) дают значительно меньше таких зерен. Чем ближе форма зерен к кубической, тем меньше пустотность песка.

Стоимость дробленого песка выше природного и поэтому его обычно применяют для улучшения природных мелкозернистых песков при ответственных работах.

Правила приемки песка.

При приемочном контроле определяют:

– зерновой состав;

– содержание пылевидных и глинистых частиц;

– содержание глины в комках.

При периодических испытаниях песка определяют:

– один раз в квартал – насыпную плотность, а также наличие органических примесей в природном песке;

– один раз в год и в каждом случае изменения свойств разрабатываемой породы – истинную плотность зерен, содержание пород и минералов, относимых к вредным компонентам и примесям, марку по прочности песка из отсевов дробления, удельную эффективную активность естественных радионуклидов.

Предприятие-изготовитель обязано сопровождать каждую партию поставляемого песка документом о его качестве.

Гравий.

Гравием называют обломки каменных пород, в разной степени окатанные, крупностью от 5(3) до 70(150) мм.

Преобладающими породами, из которых состоят зерна гравия, являются граниты, гнейсы, диабазы, известняки и песчаники.

Наиболее окатанными обычно бывают крупные зерна гравия в руслах рек и на побережьях морей (галька) – до формы яйца или овального диска – с гладкой поверхностью, с которой цементный камень в бетоне имеет плохое сцепление.

Из-за недостаточного сцепления гравий, как правило, не применяются в бетонах марки выше 300. Крупные фракции гравия используется для дробления на щебень.

В ряде случаев, гравий благодаря округлой форме зерен предпочтительнее щебня, например, если по условиям производства работ необходимо получить подвижную, наиболее удобоукладываемую бетонную смесь.

Технические требования, предъявляемые к гравию по ГОСТ 8269-87

Зерновой состав гравия характеризуют наибольшим и наименьшим размерами зерен фракций или смеси фракций (D_наиб и D_наим); значением остатков на контрольных ситах.

Диаметр отверстий контрольн. сит, мм	D	0,5(d+D)	D	1,25D
Полный остаток на ситах, % по массе	От 90 до 100	От 30 до 80	До 10	До 0,5

Для оценки прочности гравий испытывают на дробимость в стальном цилиндре. Марки гравия по дробимости: Др8, Др12, Др16, Др24. Высококачественный гравий должен иметь марку по дробимости не ниже Др16.

Поскольку зерна гравия состоят, как правило, из обломков различных горных пород и неоднородны по прочности, устанавливается ограничение по содержанию в гравии зерен слабых пород. К слабым относят зерна с пределом прочности исходной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии до 20 МПа.

Содержание в гравии отмучиваемых пылевидных, илистых и глинистых частиц не должно превышать для Др8…Др16 – 1%; Др24 – 2%. Особенно опасна глина в виде пленок, обволакивающих зерна гравия. Гравий не должен содержать посторонних засоряющих примесей.

По морозостойкости гравий подразделяют на следующие марки: F15, 25, 50, 100, 150, 200, 300. Гравий высшей категории качества должен иметь марку по морозостойкости не ниже F25.

Добыча и фракционирование гравия

Гравий чаще всего добывают вместе с песком песчано-гравийных месторождений. Содержания гравия в них 30…40%.

Для сортировки используют различные виды грохотов. Просеивающая поверхность грохотов может быть колосниковой, штампованной или плетеной.

Размеры отверстий в ситах и решетках задают с таким расчетом, чтобы зерна, которые требуется отсеять из смеси, свободно проходили через отверстия, а это зависит от относительной скорости движения зерен по решету, его угла и толщины. Чем больше размер отверстий, тем вернее, что все зерна мельче заданного предела пройдут сквозь сито и не останутся в крупной фракции.

Для сортировки гравия используют подвижные грохоты: плоские качающиеся, плоские вибрационные, барабанные.

Плоские качающиеся грохоты или гирационные совершают круговые качения благодаря кривошипному механизму (эксцентрику). Плоские вибрационные или инерционные получают колебательные движения различной траектории и амплитуды от расположенного на них вала с дебалансом. Барабанные грохоты имеют цилиндрическую форму и совершают вращательные движения вокруг наклонной оси. Барабанные грохоты состоят из секций с различными размерами отверстий, причем материал движется от мелкого решета к крупному. Просеивающими поверхностями являются не только отделяющие секции перегородки, но и сами боковые поверхности грохота.

Эффективным является применение резиновых сит струнного типа на плоских грохотах, а также штампованных сит из резины или синтетических полимеров.

Для оценки работы грохотов, обычно вычисляют коэффициент качества грохочения или эффективность грохочения:

,

где в – выход нижнего класса, % к массе всего материала (например, фактический выход фр. 0,16 мм в песке или песка из песчано-гравийной смеси); а – массовая доля мелкой фракции в исходном материале (содержание фр. 0,16 мм в песке или песка из песчано-гравийной смеси), %; с – засоренность верхнего класса мелкой фракцией (сколько осталось мелочи в крупной фракции), %.

Для барабанных грохотов он = 60%, качающихся – 90%, вибрационных – 98%.

Эффективность грохочения несколько повышается при орошении смеси гравия на грохоте водой. При этом одновременно гравий промывается с удалением вместе с нижним классом отмучиваемых примесей.

Щебень.

Щебень – рыхлая смесь минеральных зерен неправильной формы крупностью от 5(3) до 70(150) мм, получаемая дроблением каменных горных пород.

Сырьем для получения щебня служат изверженные породы типа гранита, габбро, диабаза, базальта и карбонатные осадочные породы – известняки и доломиты. Реже используют песчаники и метаморфические горные породы.

Технические требования, предъявляемые к щебню ГОСТом 8269-87 и ГОСТом 8267-93 аналогичны требованиям к гравию.

Производство щебня

1. Добыча камня осуществляется в основном в карьерах. Разработке месторождений каменных пород предшествуют вскрышные работы, состоящие в удалении растительного слоя и песчано-глинистых пород. В состав вскрышных работ может входить и удаление неприродного камня верхней зоны выветривания. Эти работы выполнятся буро-взрывным способом с вывозкой камня в отвал.

После обнажения массива и подготовки уступа специальными буровыми машинами и станками бурят в массиве скважины ø до 250 мм и на глубину до 10…20 м. Закладываются взрывчатые вещества и производится одновременно массовый взрыв. В результате взрыва уступ заполняется рваным камнем разной крупности и глыбами. Крупные глыбы (негабарит) взрывают вторично, после чего порода разрабатывается мощными экскаваторами с ковшом емкостью 2…4 м³. Экскаваторы грузят камень в транспорт, который доставляет его на дробильно-сортировочный завод.

2. Дробление. Для крупного и среднего дробления камня наиболее широко применяют щековые дробилки. В них материал дробится при периодическом сужении зазора между неподвижной и подвижной щеками дробилки.

Для среднего и мелкого дробления используют конусные дробилки, в которых камень дробится при движении подвижного внешнего конуса к внутреннему неподвижному конусу. При удалении конусов друг от друга происходит разгрузка раздробленного материала.

Для дробления сравнительно непрочного камня, используют валковые дробилки, состоящие из 2-х гладких или рифленых цилиндров (валков), вращающихся навстречу друг другу.

Для окончательного дробления применяют молотковые дробилки ударного действия – измельчение камня происходит при ударе по нему бил (молотков). При этом обеспечивается наибольший выход щебня кубовидной формы, в то время как, при других способах образуется большой % щебня игловатой и пластинчатой формы.

3. Грохочение. Заключается в отделении зерен различной величины друг от друга. В зависимости от технологического назначения осуществляют следующие виды грохочения:

– предварительное

– проверочное

– окончательное (товарное).

Предварительное используется для отделения мелких фракций из материала, поступающего на дробление.

Проверочное служит для выделения отдельных классов из продуктов дробления, направленных на доработку – повторное дробление по замкнутому циклу. Замкнутый цикл целесообразен на последней стадии дробления. Помимо увеличения выхода нужных фракций при замкнутом цикле дробления улучшается форма зерен щебня.

Окончательное (товарное) грохочение имеет целью получение товарных фракций щебня для отправки потребителю.

Схема производства щебня

Белаз (исходная горная масса фр.0…1000 мм)

Приемный бункер

Пластинчатый питатель

Щековая дробилка ЩДП-12х15 (I стадия др.)

0…270 мм

Ленточный конвейер

Конусная дробилка КСД-2200 Гр (II стадия др.)

0…90 мм

ленточным конвейер

инерционный грохот ГИС-62

< 40 мм

ленточные конвейеры

склад готовой продукции

0…5 мм 5…10 мм 10…20 мм 20…40 мм

Правила приемки щебня и гравия.

Приемку и поставку щебня и гравия производят партиями. Партией считают количество щебня (гравия) одной фракции (смеси фракций), установленное в договоре на поставку и одновременно отгружаемое одному потребителю в одном ж/д составе или одном судне. При отгрузке автотранспортом партией считают количество щебня (гравия) одной фракции (смеси фракций), отгружаемое 1 потребителю в течение суток.

Ежесуточно контролируется

– зерновой состав

– содержание пылевидных и глинистых частиц

– содержание глины в комках

– содержание зерен слабых пород.

1 раз в 10 суток

– содержание зерен пластинчатой и игловатой формы

– содержание дробленых зерен в щебне из гравия.

1 раз в квартал

– прочность

– насыпная плотность

– устойчивость структуры против распада.

1 раз в год

– морозостойкость

– класс щебня (гравия) по назначению удельной активности естественных радионуклидов.

«ПРИРОДНЫЕ ПОРИСТЫЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ»

Общие сведения

Из горных пород вулканического и осадочного происхождения получают природные пористые заполнители для легких бетонов. Прочность таких заполнителей меньше, чем у природных плотных заполнителей, но достаточна для получения бетонов требуемых классов.

Пористые заполнители делятся

– по крупности на песок (до 5 мм) и щебень (5..10, 10…20, 20…40 мм),

– по насыпной плотности на марки: щебень на марки 300, 350, 400, 500…1200 кг/м³, песок – 500…1400 кг/м³.­

Чем мельче фракция пористого заполнителя, тем больше ее насыпная плотность и плотность зерен. Это объясняется тем, что при измельчении пористость материала уменьшается, причем в первую очередь за счет разрушения материала по наиболее крупным порам. При дроблении пористой породы с увеличением плотности зерен возрастает и их прочность. Следовательно, прочность заполнителя выше прочность исходной породы.

Коэффициент размягчения щебня из пористых горных пород должен быть не менее 0,6 при использовании в конструкционно-теплоизоляционных и не менее 0,7 – в конструкционных бетонах.

Заполнители вулканического происхождения.

Природные заполнители вулканического происхождения представляют собой изверженные обломочные породы.

Пемза.

Представляет собой пористое стекло, образовавшееся в результате вспучивания и застывания магмы, выброшенной при извержении вулканов. Выход магмы сопровождается резким спадом давления, при этом растворенные в расплаве газы выделились в виде пузырьков. Одновременное охлаждение привело к увеличению вязкости магмы, и она застыла в виде породы губчатого или волокнистого строения, имеющей цвет от серовато-белого до коричневого.

Пемза залегает преимущественно в виде песка, щебня и более крупных обломков. Месторождения в Армении, на Северном Кавказе и Камчатке. Производство пемзовых заполнителей состоит в разработке карьеров, дроблении и сортировке материалов.

В большинстве случаев пемза по химическому составу относится к кислым породам. Насыпная плотность пемзового песка 600…1100 кг/м³, пемзового щебня 400…900 кг/м³. Прочность пемзы 2,5…40 МПа.

Пемза имеет ячеистую структуру. Наименее пористые, сравнительно более тяжелые и прочные пемзы применяют для получения легких конструкционных бетонов высоких марок. Более легкие – в качестве заполнителей для теплоизлоляционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов.

Вулканические шлаки

Месторождения в Армении, Грузии и на Камчатке.

Вулканические шлаки образовались из жидкой магмы основного состава, выбрасываемой при бурном извержении в воздух. Вулканические шлаки имеют темную окраску от красноватой до черной. Структура – крупнопористая, ноздреватая.

Песок, щебень получают частичным дроблением поризованной массы с последующим фракционированием продуктов дробления.

Насыпная плотность песка 650…1300 кг/м³, щебня 400…850 кг/м³.

Вулканические шлаки используют в качестве заполнителей для легких бетонов различного назначения.

Туфы и туфовые лавы

Вулканические туфы – это мелкопористые породы, образовавшиеся из вулканического пепла различной степени уплотнения и спекания, туфовые лавы – это остывшая поризованная лава, в которую попаливулканический пепел и песок. Месторождение – Армения.

Туфы имеют зернистую структуру, а туфовые лавы – переходную, иногда близкую к ячеистой. Туфовая лава обычно прочнее туфа, но менее прочна, чем пемза.

Туфы и туфовые лавы используют для производства стеновых камней и крупных блоков. Щебень и песок получают дроблением и сортировкой отходов производства туфового камня.

Насыпная плотность щебня 600…800 кг/м³, песка – 700…1000 кг/м³. Эти заполнители применяют для легких бетонов различного назначения.

Некоторые виды туфов не обладают достаточной водостойкостью и морозостойкостью вследствие слабых связей между зернами в их структуре. Применение таких туфов в качестве заполнителей для бетонов не допускается. Однако, они могут быть использованы как сырье для производства высококачественного заполнителя.

Заполнители из осадочных горных пород.

Их получают из пористых известняков и ракушечников, а иногда в качестве сырья используют пористые кремнеземистые породы.

Пористые известняки и ракушечники

Из известняков путем дробления получают щебень с насыпной плотностью 100 кг/м³.

Извесняки-ракушеники представляют собой осадочные породы в виде скопления мелких раковин, сцементированных известняковыми отложениями. Они отличаются от обычных мелкопористых известняков ноздреватой крупнопористой структурой.

Пористость известняков приводит к значительному снижению прочности. Для известняков-ракушечников это объясняется некомпактной упаковкой зерен-ракушек.

Зерна дробленого заполнителя прочнее исходной породы. Поэтому бетоны на таких пористых заполнителях из известняка и известняка-ракушечника получают без существенного перерасхода цемента.

Месторождения пористых известняков и ракушечников широко распространены и используются на Украине, в Молдавии, Азербайджане, Средней Азии, встречаются и на Урале. Они являются сырьем для заполнителем и для производства пильного камня для стен в массовом строительстве.

Кремнеземистые породы

В качестве заполнителей находят применение опока, спонголит, алевролит, месторождения которых разрабатываются на Украине и в Грузии.

В состав этих пород входит аморфных кремнезем в виде опала и халцедона. Они весьма активны к реакциям взаимодействия со щелочами цемента. Поэтому в бетонах на таких заполнителях возможны коррозионные процессы.

Насыпная плотность щебня из этих пород 800…1400 кг/м³, структура зернистая, мелкопористая.

«ЗАПОЛНИТЕЛИ ИЗ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ»

Попутно добываемые породы.

Часто объем полезного ископаемого составляет 10…15%, а объем вскрышной породы – до 90%, причем нередко попутно добываемые породы по существу являются полезными ископаемыми, которые свозят в отвал.

Себестоимость их в 2…3 раза ниже себестоимости привозных заполнителей. На основании тщательного исследования заполнители из тех или иных отходов промышленности в установленном порядке разрешает их использование. Попутно-добываемые породы можно также использовать в качестве сырья для производства заполнителей.

Отходы, получаемые в процессе обогащения полезных ископаемых.

Кроме вскрышных и сопутствующих пород, залегающих в месторождении слоями и разрабатываемых отдельно, есть горные породы, которые не удается при разработке отделить от полезного ископаемого. Их добывают вместе с полезными ископаемыми, а потом различными способами отделяют в процессе его обогащения с выделением так называемой пустой породы. Пустая порода может быть в виде щебня или песка.

Железистые кварциты, в виде щебеня, являющиеся отходами горно-обогатительных комбинатов, содержат 70% кремнезема и позволяют получать высокопрочные и стойкие бетоны для ответственных конструкций.

Горелые породы в виде пористого щебня и песка с насыпной плотностью 800…1000 кг/м³ можно использовать для легких бетонов с пределом прочности 10…20 МПа при небольшом расходе цемента.

Отходы углеобогащения применяются при производстве искусственного пористого заполнителя – аглопорита. При этом достигается экономия топлива, так как угля, содержащегося в отходах, вполне достаточно для процесса агломерации.