Гравелистость бетона это: Дефекты бетона, их классификация и устранение

Содержание

Бетон Применение — Энциклопедия по машиностроению XXL

Совершенствование сборных железобетонных конструкций осуществлялось за счет повышения марок бетона, применения предварительно-напряженных конструкций и уменьшения количества стыков при укрупнении элементов и переходе с шага 6 м на шаг 12 м.  [c.83]

Была сделана также попытка выполнять плиту в виде сборного стального ящика, заполненного бетоном. Применение смешан-  [c.191]

Стяжка на полах должна быть выполнена из цементно-песчаного раствора или бетона. Применение шлакобетона не допускается.  [c.30]


Глиняные уплотнения применяются обычно в песчаных и гравелистых грунтах, причем вследствие своей трудоемкости и необходимости преувеличения объема выемки К. (для помещения глиняного и защитного слоев) их целесообразно применять лишь для больших каналов, г) Если К. проходит в скальной выемке или если для укрепления откосов К. применен тощий бетон в целях уменьшения шероховатости и потерь на фильтрацию, то возможно применение бетонной облицовки для скалы и цементной штукатурки для тощего бетона. Применение бетонной облицовки возможно также и в каменных мощениях в тех же целях. Толщина цементной штукатурки в зависимости от пористости тощего бетона доводится до 3 ем. Толщина бетонной обделки скальной поверхности и мощения разнообразна в зависимости от неровности обделываемой поверхности. Наиболее употребительный состав цементной штукатурки 1 1,1 2и1 3, бетонной обделки 1 2 4 и 1 3 6.  
[c.420]

К технологическим недостаткам следует отнести всякого рода отклонения в составах бетонной смеси, технологии укладки, уплотнения и условий твердения, приводящие к повышению проницаемости бетона, применение для приготовления бетонной смеси материалов и добавок, содержащих агрессивные по отношению к стали вещества или понижающих щелочность жидкой фазы бетона, уменьшение по сравнению с проектной величиной толщины защитного слоя. С физико-химической точки зрения перечисленные недостатки приводят к тому, что сталь не имеет необходимого для ее пассивации плотного контакта с цементным камнем или состав жидкой фазы не обладает пассивирующим действием к стали.  

[c.41]

При обследовании железобетонных конструкций городского моста на арках были обнаружены отколы бетона и трещины вдоль арматуры с шириной раскрытия до 2 мм. Мост был построен в 1958 г. Арки и колонны моста запроектированы на бетоне марок 400 и 500. Для приготовления бетона применен портландцемент марок 500 и 600. Расход цемента на 1 м бетона 400—500 кг. Под вскрытым слоем бетона поверхность первых рядов арматуры сплошь покрыта ржавчиной с коррозионными язвами. Особенно значительная коррозия арматуры наблюдалась на верхней части арок. Толщина защитного слоя бетона в местах его откола была 25—30 мм. Бетон недостаточно плотный и с неоднородной структурой.  

[c.18]

Периодические профили (переменного сечения) целесообразно применять для арматуры железобетона. Винтообразная форма стержня увеличивает его поверхность и улучшает сцепление металла с бетоном. Применение периодического проката в машиностроении выгоднее, чем обычного, так как позволяет уменьшить массу конструкций.  

[c.16]

Применение жароупорного бетона допустимо до температур 1200—1300°С. Жароупорный бетон нашел применение в химической промышленности для футеровки механических колчеданных печей. Разработаны конструкции таких печей из армированного жаростойкого бетона без металлического корпуса.  [c.459]


Применение железобетона оправданно в производстве уникальных крупногабаритных машин и агрегатов. Отливка базовых деталей таких машин из чугуна представляет большие затруднения. В некоторых случаях при отсутствии достаточно мощного литейного оборудования применение железобетонных конструкций представляет собой единственные практически возможный выход из положения. В общем машиностроении бетон может найти применение для заливки пустотелых конструкций (коробчатых и трубчатых деталей, фундаментных плит, колонн, кронштейнов и др.) как средство увеличения прочности и жесткости.  
[c.195]

В наш век с усложнением форм строительных конструкций, появлением авиастроения, разнообразными запросами машиностроения роль методов теории упругости резко изменилась. Теперь они составляют основу для построения практических методов расчета деформируемых тел и систем тел разнообразной формы. При этом в современных расчетах учитываются не только сложность формы тела и разнообразие воздействий (силовое, температурное и т. п.), но и специфика физических свойств материалов, из которых изготовлены тела. Дело в том, что в современных конструкциях наряду с традиционными материалами (сталь, дерево, бетон и т. д.) широкое применение получают новые материалы, в частности композиты, обладающие рядом специфических свойств. Так, армирование полимеров волокнами из высокопрочных материалов позволяет получить новый легкий конструкционный материал, имеющий высокие прочностные свойства, превосходящие даже прочность современных сталей. Но наличие полимерной основы наделяет такой композитный материал помимо упругих вязкими свойствами, что обязательно должно учитываться в расчетах. Даже в традиционных материалах в связи с высоким уровнем нагружения, повышенными температурами возникает необходимость в учете пластических свойств. Все эти вопросы теперь составляют предмет механики деформируемого твердого тела.  

[c.7]

Тело, имеющее срединную поверхность в виде плоскости и толщина которого достаточно мала по сравнению с другими его двумя размерами, называется тонкой пластинкой. Пластинки находят широкое применение в технике в качестве типичных примеров можно указать на бетонные и железобетонные плиты, применяемые в строительных конструкциях, для обшивки корпуса корабля. Плоскость, делящая толщину пластинки пополам, называется ее срединной плоскостью. Выберем оси координат Х и Х2В срединной плоскости, а ось Хз — перпендикулярно ей.  

[c.259]

К устройству насосных станций второй группы предъявляется целый ряд специфических требований в зависимости от рода перекачиваемой сточной жидкости. Например, агрессивность сточной жидкости по отношению к бетону, чугуну, стали требует защиты резервуаров от разрушения, применения специальных насосов и устройств для периодической промывки установок чистой водой.  [c.331]

Пластинки находят широкое применение в строительстве настилы и панели, бетонные и железобетонные плиты для покрытия производственных зданий, плиты для фундаментов массивных зданий и др.  [c.112]

Область сопротивления. В каналах, как проходящих в земляном русле, так и в бетонных, может наблюдаться не только квадратичная область сопротивления, но и переходная область. Однако в этих случаях применение формул для коэффициента Шези, предложенных для квадратичной области, не приводит к особым погрешностям.  

[c.28]

Основные элементы химически стойких полов показаны на рис.71. Основанием полов обычно служат железобетонные или бетонные плиты, сплошная антикоррозионная изоляция обеспечивается применением нескольких слоев битумных рулонных материалов (рубероида) или полимерной пленки, склеенных горячими битумными мастиками.  [c.136]

Нагрев непосредственным облучением используется относительно редко. Известны случаи применения СВЧ-излучения с ПОМОЩЬЮ рупорных антенн для дробления горных пород и раскалывания бетона, уничтожения домового гриба В КИрпичНОЙ КЛадке и древесного точильщика в древесине, нагрева участков тела при физиотерапии (СВЧ-диатермия).  

[c.305]

Конструкционные материалы. В качество материала машиностроительных конструкций используются в основном металлы и их сплавы, а также различные неорганические и органические материалы (полимеры, пластмассы, волокна, керамика и др.). В последнее время нашли применение композиционные материалы, состоящие из высокопрочных нитей стекла, бора, углерода и связующего (полимеров и металлов). В строительных конструкциях используются бетон (смесь крупных и мелких каменных частиц, скрепленных цементом), железобетон (бетон, усиленный стальными стерж-нями), кирпич, дерево и другие материалы.  

[c.11]


Теневой метод применяют в основном для контроля листов малой и средней толщины, изделий из материалов с большим рассеянием УЗК (покрышек колес). При особенно большом рассеянии используют временной теневой метод (контроль бетона, огнеупоров). Условием его применения является двусторонний доступ к изделию. В случае, когда это условие не выполняется, может быть использован зеркально-теневой метод (например, для контроля железнодорожных рельсов). Теневой эхо-метод и сквозной эхо-метод применяют для повышения чувствительности теневого метода к мелким дефектам. Различные варианты методов прохождения применяют для контроля физико-механических свойств бетона, чугуна, стеклопластиков, древесностружечных плит, технических тканей и т. д.  
[c.203]

Применение импульсного метода контроля прочности бетона регламентировано ГОСТ 17624—78.  [c.311]

Многие строительные и теплоизоляционные материалы имеют пористое строение (кирпич, бетон, асбест, шлак и др.), и применение  [c.16]

Одним из наиболее ярких примеров проектирования и применения новых экономичных типов сооружений и оборудования является многоагрегатная водосливная ГЭС на Каме у г. Перми (в эксплуатации с 1955 г.). Совмещение здания станции с водосливной плотиной и установка нового типа оборудования в виде гидроагрегатов специальной конструкции позволили запроектировать чрезвычайно компактную ГЭС (рис. 26), что дало резкое сокращение объема бетонных и земельно-скальных работ и минимальное количество механизмов, занятых на строительстве. На 1 кет установленной мощности достигнуты наименьшие объемы работ бетона — 2 земли — 40 м , металла в конструкциях — 0,16 т.  

[c.71]

В связи с развернувшимся в последние годы строительством ГЭС в горных и предгорных районах СССР (Закавказье, Средняя Азия, Западная Украина) на реках горного характера с узкими каньонами и весьма большими уклонами (Судак, Ингури, Кура, Раздан) расширились возможности перехода на тонкостенные и напряженно-армированные бетонные сооружения, в частности на широкое применение арочных и контрфорсных плотин.  [c.79]

Уровень комплексной механизации земляных, каменных, бетонных и монтажных работ находится в настоящее время в пределах 93 — 97%. Автоматизация процессов эксплуатации ГЭС в настоящее время неотъемлемая часть работы ГЭС, причем многие ГЭС средней мощности совершенно не имеют дежурного эксплуатационного персонала. Задачей в этой области является переход на автоматизацию энергосистем, которая вместе с применением телемеханики позволит усовершенствовать работу станции и всей системы.  [c.80]

При сооружении железобетонной аппаратуры необходимо обеспечить ее водонепроницаемость, что достигается применением литого железобетона, сооружением аппаратуры в теплое время года при положительных температурах, тщател7..ным изготовлением арматуры и опалубки, быстрой заливкой бетона, применением вибраторов. Особенно важно применять цемент высоких марок — не ниже 250—300, жирные смеси — 1 2 4 и хорошо промытые песок, гравий или каменный ще-  [c.22]

Эти разрушения наиболее интенсивно происходят в весенний период при частом оттаивании и замерзании верхних слоев покрытия, при нагревании солнечными лучами днем и охлаждении ночью. Шелушение происходит тем интенсивнее, чем большее в районе дороги число переходов температуры через ноль, а также чем пористее и слабее материал покрытия. Шелушение объясняется также воздействием соли, применяемой для борьбы с гололедом. Особенно это имеет значение для нементобетонных покрытий из некачественного пористого бетона. Применение солей для такого покрытия усиливает шелушение не непосредственным воздействием на бетон покрытия, а главным образом косвенно, так как вызывает повышенное число циклов замерзания и оттаивания бетона покрытия. Соль способствует выделению скрытой теплоты плавления льда на покрытии, в результате оно оттаивает, а затем снова замерзает. Для прекращения шелушения необходимо снизить пористость верхней части покрытия в летний период, разливая на его поверхности битум и затем рассыпая минеральный материал.  [c.37]

По назначению заводы разделяются на заводы сухой смеси и заводы готового бетона. Продукцией завода сухой смеси является тщательно отдозированная порция щебня, песка и цемента, рассчитанная на один замес. Эта порция доставляется на место укладки бетона, где и перемешивается в бетономешалке с добавлением воды. Заводы сухой смеси нашли широкое применение за границей при строительстве цементнобетонных дорожных покрытий. Преимуществом этого способа работы является возможность получения непосредственно на месте работ свежего бетона, что значительно повышает качество дорожного покрытия. Вместе с тем строительная стоимость покрытия здесь несколько выше, чем при доставке на место работ готового бетона. Применение сухой смеси особенно эффективно при большой дальности перевозки бетона. Продукцией завода готового бетона является уже перемешанный с водой бетон, который и доставляется транспортными средствами на место его укладки. Способ строительства дорожных и аэродромных покрытий из готового бетона получил за границей более широкое распространение, чем метод сухой смеси. Здесь еще применяется промежуточный способ, при котором предварительное перемешивание бетона производится на заводе, а окончательное — в автобетономешалках, которыми бетонная смесь доставляется на место работ. В настоящее время в СССР все бетонные работы производятся только путем доставки на место работ готового бетона.  [c.391]

При использовании для опалубки материалов, обладающих абсорбирующими свойствами, важно наносить достаточное количество масла, обеспечивающего присутствие на поверхностях опалубки непрерывной пленки. Дистиллатные (без присадок) минеральные масла применяют в качестве разделительных составов, когда внешний вид раковин в бетоне или развитое выцветание не имеют существенного значения для использования готового бетона. Применение присадок к минеральным маслам уменьшает возможность появления этих дефектов, поэтому их используют при необходимости хорошей отделки бетона. Присадки часто действуют как поверхностно-активные агенты, которые модифицируют силы поверхностного натяжения масляной пленки, что облегчает выпуск воздуха при заливке бетона в форму. Концентрацию используемых присадок надо тщательно регулировать, так как их гидрофильная природа или склонность к растворению в воде может помешать схватыванию бетона.  [c.98]


Полиизобутилеи применяется главным образом в качестве обкладочного материала по металлу, бетону, для защиты их от действия агрессивных сред и в качестве прослоечного эластичного изолируюизего материала для покрытий полов и футеровок. В связи с тем что полиизобутилены деформируются под действием механических нагрузок, применение его для прокладок нецелесообразно. Для аппаратов, работающих при разрежении, применение полиизобутиленовых обкладок не допускается.  [c.433]

Для изготовления строительного бетона применяют кварцевый изш гранитный песок 6о средним размером зерен 0,2—0,4 мм и щебень из прочных кристаллических пород (гранита, сиенита, диабаза, базальта) со средним размером кусков 5—10 мм. Тонкостенные машиностроительные детали изготовляют из высокопрочного бесщебенчатого бетона на основе тонкоизмельченного цемента, молотого песка с добавлением поверхностно-активных веществ и с обязате.чьным применением вибрации на всех стадиях подготовки и заливки смеси (способ Н. В. Михайлова).  [c.193]

Пример И. В примере 10 при расчете защиты детектора Рц от источника И6 необходимая толщина защиты оказалась равной 12=68 см бетона. В настоящем примере ставится задача определить мощность дозы в точке детектора Р 2 (помещение ПЮ), если источником И5 (помещение П9) является урановый блочок массой 1 кг, облученный в реакторе на тепловых нейтронах в течение Г=120 дней и после выдержки i=30 дней. Для упрощения расчетов удельную мощность реактора примем равной ш= квт кг (обычно она бывает больще). Расстояние от источника до детектора Ь=4 м. Цель данного примера — проиллюстрировать применение формул для расчета мощности дозы за защитой й по радиационным характеристикам (удельной активности, спектральному составу), рассчитанным только для Г = оо. При этом необходимо рассчитать уровни излучения а) выраженные в единицах мощности экспозиционной дозы Р [мр1ч], если удельная активность Q выражена в единицах кюри или грамм-эквивалентах радия М-, б) в единицах интенсивности I [Мэе/ см -сек)], если удельная активность выражена в единицах силы источника 5 [Мэе/(сек-кг)]. Для контроля результаты расчета в примерах а и б надо сравнить между собой, а также с результатами расчета с использованием непосредственных радиационных характеристик для 7 = 120 дней и = 30 дней.  [c.339]

Для крепления стенок шахты используются различные материалы железобетон, бетон, кирпич и дерево. Целесообразно применение колец (100x70x10 см), особенно в том случае, если колодец строится с помощью машины КШК. Шахтные колодцы чаще всего сооружают опускным способом.  [c.114]

В монолитных полах бесшовные покрыли получают п тем налива соответствующих мастик, раствора или бетона. Повышение химической стойкости полов достигается применением полиэфирных, эпоксидных или полиуретановых композиций с наполнителями из кварцевого песка, маршалита, андезито-вой или диабазовой муки.  [c.137]

Железобетон здания при непосредственном контакте со спиральной камерой может воспринимать значительную часть нагрузки и разгружать оболочку. Степень разгружения бетона и нагружения камеры зависит от толщины и податливости прокладки. При обычной прокладке, выполняемой из чередующихся слоев минеральной ваты или войлока и битума, растягивающие напряжения в оболочке спиральной камеры оказываются близкими к напряжениям в свободном состоянии. При отсутствии прокладки они резко уменьшаются в оболочке, но возникают в арматуре железобетона. Так как бетон имеет малый предел прочности на растяжение, то при этом в нем могут возникнуть трещины, которые при достаточно больших напряжениях в арматуре раскрываются и нарушают монолитность. В целях устранения возможности образования сквозных трещин в бетоне здания ГЭС предложена конструкция, модель которой показана на рис. II 1.9, а, в ней железобетонный пояс, окружающий спиральную камеру, отделен от остального массива мягкой прокладкой, локализующей возникшие трещины. При применении высокопрочной арматуры оболочку камеры в этом поясе можно выполнить в два раза меньшей толщины или из углеродистой стали вместо легированной, экономя дефицитный металл. Впервые такая конструкция была внедрена ХТЗ им. С. М. Кирова на гидротурбинах Нурек-ской, а затем Чиркейской ГЭС (см. табл. 1.3).  [c.70]

Камера рабочего колеса соединяется с облицовкой отсасывающей трубы сопрягающим поясом 14, представляющим также сварную конструкцию (рис. III. 14, е). К камере такой пояс приваривается либо встык, либо в нахлестку двойным швом, либо посредством накладки 12. Также посредством накладки этот пояс приваривается к облицовке отсасывающей трубы. Кроме того он усиливается ребрами 13. Нередко наблюдались случаи разрушения сопрягающих поясов, вызванные его недостаточной прочностью. Причиной этого, по-видимому, являлись собственная частота колебаний пояса и его креплений, близкая к часоте пульсаций давления вызванных вихрями сходящимися с рабочего колеса и наличие остаточных напряжений, неизбежных при стыковой сварке пояса без накладок, как это делалось. Применение накладок и ребер, ужесточающих пояс и усиливших сварные соединения, хорошая связь с бетоном значительно увеличили его прочность.  [c.84]

В качестве одного из способов защиты необетонированных закладных деталей и связей, которые полностью или частично недоступны для возобновления в процессе эксплуатации, НИИ бетона и железобетона Госстроя СССР рекомендует применение покрытия  [c.227]

Применение таких типов зданий ГЭС позволило полноценно использовать фронт бетонных сооружений и сократить длину водосливных плотин на волжских ГЭС имени Ленина и имени XXII съезда КПСС на 30—35%, а на Иркутской, Камской, Кайрак-Кумской и Павловской ГЭС полностью отказаться ог возведения водосливных плотин.  [c.76]

В настоящее время достигнуты значительные успехи и намечены новые решения ГЭС с высоким процентом сборности. Если на строительстве волжских ГЭС имени Ленина и имени XXII съезда КПСС в 1958 г. сборные элементы составляли 3—4% общего объема бетона, на Кременчуггэсстрое — 5,5%, то применение армоплитоблоков с рабочей арматурой на Каунасской, а затем на Боткинской ГЭС на Каме в 1961 г. позволило увеличить сборность до 6—8%, а в последующих проектах ГЭС довести ее до 75%.  [c.78]

Накопленный опыт применения сборного железобетона в гидроэнергостроительстве позволяет рассчитывать на резкое сокращение трудоемкости работ и сроков строительства. Гидроэлектростанции мощностью 1,0—1,5 млн. кет типа Чебоксарской и Нижне-Камской можно будет строить за 3—4 года, снизить расход бетона по зданию ГЭС до 0,3 на 1 кет мощности ГЭС, а следовательно, значительно снизить стоимость электроэнергии.  [c.78]

Значительное внимание уделяется в последнее время применению железобетонных шпал, более прочных и долговечных по сравнению с деревянными. Первые опыты укладки таких шпал были проведены на советских железных дорогах еще в 20-х годах, но около двух десятилетий — до освоения производства предварительно напряженного бетона — продолжались затем поиски их рациональных конструкций с повышенной прочностью, и только в 1949 г. начались регулярные испытания в нормальных эксплуатационных условиях. В 1955 г. было начато строительство специализированных заводов для изготовления бетонных шпал, и с конца 50-х годов типовые цельнобрусковые струнобетонные шпалы стали поступать на особо  [c.218]


Из какого строительного материала закладывают фундамент

Возведение фундамента производится из различных строительных материалов, таких как: бетон, кирпич, бутобетон, бутовый камень, грунтоцемент, отвальные шлаки и др.
В сухих гравелистых или песчаных грунтах, фундаменты можно устраивать из шлакобетона или гипсобетона, при условии надежной защиты от размывания.  Так же фундамент можно делать и из кирпичного щебня. Каждый каменный строительный материал обладает своими особенными характеристиками. При их выборе и покупке поможет знание свойств и отличительных признаков, которые указывают на качество.


Как приготовить качественный бетон или фундамент?
Бетон рекомендуется готовить на цементе марки не ниже 300-400, при этом используя в качестве заполнителя такие строительные материалы как: гранитный щебень и чистый крупный песок. При кладке фундаментов необходимо учитывать, что длительное хранение цемента снижает марку, даже при условии  хранения в сухом месте.


Существуют ли простые конструкции фундаментов?

Простейшими фундаментами являются фундаменты на песчаной подушке, которые устраивают на неподвижных (непучинистых) грунтах. Ямы или траншеи отрывают в нетронутом грунте на глубине не меньше 50-70см. Песок укладывают проливая каждый слой водой, слоями 10-15 см. Не доходя до планировочной отметки 20-30 см, на утрамбованный песок укладывают верхнюю часть фундамента из следующих строительных материалов: гравий, камень, щебень, кирпич на бетоне и цементно-песчаном растворе.
Можно использовать кирпичный бой из хорошо обожженного кирпича вместо щебня. А так же можно использовать обломки керамики, шифера  и бетонных изделий.

Когда выполняются бутовые фундаменты?
Бутовые фундаменты рекомендуется выполнять для зданий с кирпичными стенами или  из керамических камней и других мелкоштучных строительных материалов. Для таких стен на всем протяжении требуется непрерывная опора. Важной причиной для выбора такого фундамента является наличие бутового камня, как очень распространенного и доступного  местного материала. Если есть необходимость в заглублении подошвы фундамента более чем на 70 см,  нижнюю часть фундамента рекомендуется устраивать специальную подушку из гравия, крупного песка или щебня. Не следует применять песчаные  подушки в макропористых грунтах. Песчаные подушки во влажных грунтах необходимо устраивать ниже глубины промерзания грунта.


Когда делают бутобетонные фундаменты?
Бутобетонные фундаменты выполняются тогда, когда необходима высокая несущая способность конструкции. Кладка состоит из бетона с добавлением бутового камня (15-20 %). Она не требует повышенного расхода цемента и менее материалоемкая.


Когда возводят столбчатые  фундаменты?
Они имеют вид отдельных опор, которые устраиваются под колонны, стены или столбы. Столбчатые фундаменты используют при невысоких нагрузках на фундамент, когда давление на грунт меньше нормативного. Это возможно при строительстве малоэтажных легких  домов. Столбчатые фундаменты могут быть кирпичными, деревянными, железобетонными или бетонными из стандартных фундаментных блоков (20х20х40). Эти строительные материалы соответствуют технологическим требованиям для возведения столбчатых фундаментов. Столбы устанавливают друг от друга на расстоянии 1,5 — 2,5 м. Обязательно необходимо устанавливать столбы в углах дома, в местах пересечения стен, вдоль тяжелых простенков и там, где будет сосредоточена наибольшая нагрузка. Столбы из бетона или железобетона перекрывают балками, на которых будет возводиться стена.


Как устанавливают фундаменты из деревянных стульев?
Такие фундаменты устанавливают под легкие деревянные и каркасные здания. Древесину как строительный материал для фундаментов необходимо брать сосновую или дубовую древесину антисептированную и диаметром не менее 20  см. Она должна быть обожжена или обмазана битумом. Деревянные стулья устанавливают на специальные подкладки  из брусьев или пластин длиной 40 — 50 и толщиной  20 см. Они увеличивают площадь  передачи давления на грунт и соответственно повышают устойчивость фундамента. Деревянные стулья углубляют в землю на 125 см, они устанавливаются на расстоянии 1 — 2 м один от другого по всему периметру здания. Также под каждым углом обязательно должен стоять деревянный стул. После установки стульев необходимо засыпать ямы с тщательной утрамбовкой слоями по 15 — 20 см. В два верхних слоя фундамента рекомендуется добавить крупный гравий или щебень. Фундаменты из дубовых стульев служат — 12 — 15 лет, из сосновых — 6 — 7 лет. Обжиг или антисептирование  удлиняет  срок службы в 1,5 — 2 раза. В мировой практике известны примеры зданий на деревянных сваях 400 летней жизни.


Когда оправдано возведение сплошных фундаментов?
Сплошные фундаменты  — это железобетонная плита, которая расположена под площадью всего здания.  Их устраивают, когда значительны нагрузки на фундамент, а основание довольно слабое. Эта конструкция целесообразна, когда нужна защита  подвалов от проникновения грунтовых вод. Существуют также фундаменты из монолитных железобетонных плит, которые бывают ребристыми и безбалочными. Иногда в  качестве основания встречаются старые колодцы, засыпанные ямы или слабые случайные  прослойки грунта. Эти места необходимо расчистить и заполнить кладкой, во избежание неравномерной осадки. Заполняются они утрамбованным песком или тощим бетоном. Над этими местами, при возведении фундамента,  укладываются армированные швы.


Что собой представляют мелкозаглубленные фундаменты?
При строительстве загородных легких домов  экономичными и надежными  являются  мелкозаглубленные фундаменты, которые устраиваются на противопучинных подушках с последующей укладкой в них строительных бетонных блоков. Подошвы  закладываются выше глубины промерзания,  расчетной глубины.


Каким должен быть фундамент, если грунт промерзает неравномерно?
В легких домах необходимо повышать требования к пространственной жесткости фундаментов. Тем больше требования предъявляются к прочности и пространственной  жесткости  фундаментов, чем выше степень пучинистости грунтов. Фундаменты из сборных блоков, имеют низкие  жесткостные характеристики, поэтому непригодны для применения.  В  сильнопучинистых грунтах надо устраивать сборно-монолитные или монолитные железобетонные ленточные  фундаменты в виде жесткой рамы, в которую  включены все  фундаменты, в том числе внутренние.  Жесткая рама совместно с противопучинной подушкой  уменьшает неравномерность деформаций пучения.

Ещё статьи по теме:

Безопалубочное бетонирование дорожно-мостовых ограждений | Новости компании ЛОНМАДИ / КВИНТМАДИ

Характерными особенностями современного транспортного строительства являются высокие темпы выполнения работ и широкое использование монолитного железобетона. В частности, важной частью монолитного железобетонного пролетного строения является ограждающий парапет. В условиях скоростного строительства выполнение работы по устройству парапетов и банкеток обычно необходимо выполнять в кратчайшие сроки перед окончанием объекта и сдачей его в эксплуатацию.

Традиционным конструктивно-технологическим решением на основе монолитного железобетона присущи значительная трудоемкость и время на твердение бетона до набора им необходимой начальной прочности. Один из способов преодоления этих недостатков — непрерывное безопалубочное бетонирование. Опыт внедрения такой технологии на работах по устройству дорожно-мостовых барьерных ограждений, накопленный Филиалом №1 ЗАО «Трансмонолит», свидетельствует о ее перспективности и эффективности.

Для бетонирования парапетов на ряде объектов (мосты через реки Рудневка, Банька, Ликова, эстакада к аэропорту Внуково) был применен трехгусеничный бетоноукладчик со скользящими формами «Commander III» корпорации Gomaco (США).

Основными рабочими органами бетоноукладчика являются настраиваемая система формообразования бетонной конструкции и четыре гидравлических вибратора с регулируемой частотой и независимым управлением. Скользящая форма имеет гидравлическую систему регулирования положения по высоте в пределах 457 мм с возможностью ручного дополнительного изменения высоты в пределах 152 мм независимо от системы регулирования положения фрезерного рабочего органа. Вертикальное перемещение до 457 мм и ручная регулировка в пределах от 0 до 152 мм обеспечивают регулирование общей высоты рабочих органов до 610 мм. С помощью гидропривода возможно боковое смещение рабочих органов на 914 мм. Выдерживание заданных уклонов и курса машины обеспечивается микропроцессорной системой управления G21 производства корпорации Gomaco. Система автоматического управления — электрогидравлическая. Управление — с помощью пульта дистанционного управления. Для индивидуальной регулировки работы каждого вибратора с гидравлическим приводом, предназначенного для уплотнения бетона в форме скользящей опалубки, используются регулирующие клапаны вибраторов. Частота вибрации изменяется в пределах от 0 до 10500 колебаний в минуту.

Скорость гусеничного движителя бетоноукладчика — до 13,4 м/мин при укладке бетона и до 29,6 м/мин в транспортном режиме. Размеры: длина — 6,88 м (без конвейера), высота — минимальная 2,62 м и максимальная 3,53 м; ширина в транспортном положении — 2,59 м; масса бетоноукладчика (со стандартной скользящей формой для устройства разделительного барьера или парапета) — около 13, 29 т.

Боковые выглаживающие секции скользящей формы выполнены из нержавеющей стали, имеют независимую регулировку по высоте и обеспечивают отделку боковых поверхностей укладываемой бетонной полосы. Конструкции скользящей опалубки были изготовлены фирмой Gomaco по заказу Филиала №1 ЗАО «Трансмонолит» в соответствии с реальными проектными решениями, выполненными проектной организацией «Мосинжпроект».

Принципиальное значение для эффективности процесса уплотнения укладываемого бетона и формирования внутренней структуры бетонного массива парапета, а также качества его боковых поверхностей имеют позиционирование и ориентация активных частей устанавливаемых в бункере вибраторов.

В работах по созданию дорожно-мостового ограждения безопалубочным методом непрерывного бетонирования используются, помимо «Commander III», также краны для подачи материалов к месту возведения ограждения; автобетоносмесители в количестве, достаточном для своевременной подачи к месту укладки бетонной смеси с сохранением её расчетных кондиций (на сооружении эстакады к привокзальной площади аэропорта «Внуково» автобетоносмесителей было четыре, в том числе один — резервный), комплект ручного инструмента для доводки и отделки поверхности бетона и для оперативного устранения мелких дефектов после прохода скользящей формы. Потребовались также защитный тент-укрытие с несущими элементами из брезента, полимерной пленки толщиной не менее 100 мкм или дорнита для защиты конструкции от атмосферных осадков и солнечной радиации и во избежание потерь влаги на стадиях набора прочности.

Арматурный каркас формуемого барьера выставляли на мостовой конструкции в соответствии с проектом, создавая жесткую конструкцию, не разрушающуюся и не изменяющую свою конфигурацию под воздействием нагрузок, возникающих при прохождении скользящих форм бетоноукладчика.

Необходимо отметить, что опыт применения технологии устройства монолитных парапетов в механизированной скользящей опалубке выявил ряд вопросов к конструкции арматуры каркаса парапета, которые необходимо решать как на стадии проектирования, так и на стадии строительства (модернизация скользящей опалубки). В нижней части арматурный каркас должен быть жестким, обеспечивать достаточную прочность при наезде автомобиля на парапет; в верхней части этот каркас должен иметь определенную гибкость для того, чтобы «следовать» за формообразующими стенками скользящей опалубки. Это в особенности важно при прохождении бетоноукладчика «Commander III» в кривых.

Копирную струну бетоноукладчика позиционировали согласно проектному положению сооружаемого ограждения, при этом арматурный каркас формуемого барьера устанавливали относительно положения копирной струны на одном расстоянии из условия обеспечения защитного слоя бетона равной толщины по одной и другой стороне конструкции.

Для приготовления бетонной смеси в качестве вяжущего использовался портландцемент марки не ниже 500 с нормированным минералогическим составом (п. 1.14 ГОСТ 10178-85*) при СзА не более 8 %, бездобавочный, а в качестве мелкого заполнителя — песок, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10268 и ГОСТ 26633. При содержании в песке гравелистых фракций (крупнее 5 мм) более 10% его обрабатывали на узле стабилизации с отделением гравелистых фракций. При приготовлении бетонной смеси вводили в случае необходимости пластифицирующие добавки ЛСТ — лигносульфонаты технические (по ОСТ 13-183-83) и их модификации (например, ЛСТ-Е или «Лигнопан Б»), а также комплексную добавку ЛСТ+СЗ.

Бетонную смесь приготавливали механизированным способом с принудительным перемешиванием её составляющих на специализированных бетонных заводах г. Москвы.

Параметры бетонных смесей на месте приготовления: подвижность в пределах 4-6 см осадки конуса, воздухосодержание — в пределах 5-7%, температуре — в пределах 10-20 °С, с корректировкой в зависимости от погодных условий, объемов загрузочных партий, дорожных условий на маршруте её транспортирования по результатам измерений на месте приемки на объекте строительства.

Во избежание значительных изменений указанных параметров бетонной смеси время доставки на строительный объект не должно превышать 1 ч. В месте укладки бетонная смесь имела следующие параметры: подвижность — в пределах от 2 до 4 см осадки конуса, воздухосодержание — в пределах 5-6%, температура — в пределах 10-25 °С. Большое значение для обеспечения качества работ имеет правильно подобранный состав бетона и обеспечение стабильности бетонной смеси от момента изготовления до момента укладки. Важно не только точное соблюдение количественных характеристик составляющих бетонной смеси, но и постоянство качества заполнителей и цемента (одни и те же карьеры и поставщики, цементные заводы).

Темпы безопалубочного образования монолитных парапетных ограждений составили в среднем 8,5 м/час (с учетом подготовительных работ и темпов поставки бетонной смеси в условиях интенсивного автомобильного движения в г. Москве). Для обеспечения высоких темпов строительства (паспортная скорость до 13,4 м /мин) необходимо иметь свой передвижной минизавод.

Первый опыт внедрения технологии непрерывной укладки бетона с использованием бетоноукладчика со скользящими формами «Commander III» определил необходимость некоторых усовершенствований как технологического, так и технического характера:

  • Необходимость тщательной приработки конструкции арматурного каркаса и температурных швов на стадии проектирования.
  • Отработка подбора состава бетонной смеси и определение постоянного завода — изготовителя бетона. По возможности желательно иметь специальный минизавод для этих целей.
  • Изготовление опалубки с изменяемой кривизной для лучшего вписывания в кривые с различными радиусами.
  • Дополнительное размещение вибраторов в нижней части опалубки.
  • Отработка нормативных документов по конструкции и технологии сооружения монолитных парапетных ограждений с применением механизированной скользящей опалубки.

Устройство монолитных парапетных ограждений и банкеток с применением бетоноукладчиков типа «Commander III» фирмы Gomaco (США) имеет большие перспективы в Российской практике, т.к. позволяет существенно снизить трудоемкость работ и резко сократить сроки их выполнения с обеспечением надлежащего качества.

И.А. Костенюк, директор Филиала №1 ЗАО «Трансмонолит» В.А. Добарский, главный инженер Филиала №1 ЗАО «Трансмонолит»

Сколько бетона нужно для фундамента

Любое строительство требует изначальных проектных расчетов. В случае частного строительство это не обязательно должен быть расчет, сделанный профессиональным проектировщиком. План строительства и расчеты можно сделать своими силами, при этом четко представляя какие работы нужны, в каких последовательностях они будут выполняться и в каких размерах.

Чтобы узнать количество бетона для фундамента, необходимо провести замеры пространства, которое необходимо заполнить.

Только в этом случае можно сделать выводы о необходимом количестве различного материала и сколько это будет стоить, в конечном счете. В случае с заложением фундамента дома главный вопрос состоит в том, сколько для этого понадобится бетона.

Бетон рассчитывается не в тоннах, а кубометрах, а значит, нужно определить его необходимое количество.

Как известно, типов основания дома и его конфигураций несколько, и расчет необходимого бетона для его заливки будет отталкиваться именно от этого. Сам же тип основания и его параметры выбираются такими, какие будут подходить для данного грунта и предполагаемой нагрузки на будущий фундамент. Все это тоже высчитывается особым образом.

А в этой статье будут приведены виды, характеристика грунтов, и расчетные примеры количества бетона на фундамент дома размером 6 на 6 метров.

Характеристика разного вида грунтов

Схема фундамента и основания.

Оценку грунтов на участке под застройку можно сделать на основе уже имеющихся результатов геологических исследованиях изыскательных организаций. При отсутствии таких данных, для самостоятельного исследования следует пробурить скважину или шурф. Нужно обратить особое внимание на насыпные и почвенные слои, так как их лучше не использовать в качестве основания. Также очень важно установление глубину промерзания и уровня грунтовых вод. Грунты бывают с разными характеристиками:

  • обломочный и скальный грунт – прочный, не вспучивается при промерзании и не размывается, если не содержит пылевых и глинистых частиц;
  • песчаный грунт (кроме пылеватых и мелкозернистых) – относится к непучинистым, и может быть хорошим местом для закладки фундамента;
  • пылеватые и мелкозернистые пески – использовать можно с осторожностью, так как они достаточно часто принимают свойства плывунов. Относятся к пучинистому грунту;
  • глинистый грунт (супесь, суглинка, глина) – в сухом виде служит хорошим основанием, и относятся к условно-непучинистым. Но при небольшой плотности и при водонасыщенном состоянии «текут» и их сильно вспучивает при промерзании.

Схема утепления мелкозаглубленного фундамента и грунта по периметру.

Глубина заложения фундамента нужна следующая:

  • пучинистые грунты – глубина должна быть не менее той глубины, на которую грунт промерзает;
  • условно непучинистые (пылевые пески, мелкие пески, крупнообломочные с пылевато-глинистыми добавками и все твердые глинистые грунты) – если средняя глубина промерзания до 1 м – глубина заложения основания не менее 0,5 м; при замерзании грунта на 1,5 м – глубина заложения не должна быть менее 0,75 м; если же грунт промерзает от полутора метров до 2, то заложение фундамента должно быть на глубину не менее 1 м;
  • непучинистый грунт (гравелистый песок крупный и средний, крупнообломочный грунт) – заложение не зависит от глубины промерзания такого грунта, но в любом случае фундамент должен быть заложен на глубину не менее, чем 0,5 м.

В любых случаях закладки выше отмеченного промерзания грунта нужно обеспечить отвод атмосферных и поверхностных вод для защиты основания дома от излишней влаги.

В зависимости от размеров дома и нагрузки на грунт высчитывается толщина плиты монолитного бетонного основания. В случае с ленточным фундаментом нужно высчитать необходимую глубину его заложения, ширину ленты и длину ленты в общей сложности (сумма длин перемычек внутри здания). А для расчета столбчатого основания дома нужно знать диаметр столбиков, их высоту и количество.

Монолитный фундамент дома

Различные виды фундамента.

Монолитный фундамент – это цельная монолитная плита, которая укладывается под полной площадью строения. И чтобы рассчитать количество бетона для заливки такого вида основания, нужно знать толщину плиты и ее площадь: объем умножается на толщину. Для дома с размерами 6 на 6 метров площадь основания составляет 36 м2. И если толщина фундамента составляет 10 см, то размер бетона будет следующим: 36 м2 х 0, м = 3,6 м3. Соответственно, если монолит делать толщиной в 20 см, то объем получится 7,2 м3, а при толщине 30 см цифра будет уже равна 10,8 м3. И это расход бетонной смеси для гладкого основания, без ребер жесткости.

Ребра жесткости обеспечивают плитной основе большую прочность, увеличивают устойчивость к деформации. Ребра делают поперечными и продольными, разделяя плиту на квадраты на ее нижней поверхности: таким образом делать ребра легче и плита остается ровной для упрощения дальнейших работ по постройке дома.

Схема утепленной монолитной фундаментной плиты с утолщенными ребрами.

Для точного вычисления, сколько потребуется дополнительного бетона на ребра жесткости, нужно знать площадь поперечного сечения плиты и общую протяженность ребер. Ребра делаются в основном через каждые три метра, и в нашем расчетном доме 6 х 6м таких ребер всего будет 6 – 3 поперек и 3 вдоль. Длина ребра будет составлять 6 м, и таким образом высчитываем их суммарную протяженность: 6 м х 6 (количество) =36 м. Толщина ребер обычно такая же, как и толщина самой плиты, и их форма может быть как прямоугольная, так и трапециевидная. Произведем расчеты для прямоугольного ребра. Ширина ребра от 0,8-1 от его высоты, и получаем следующий расчет: 0, 1м х 0,08 м и получаем 0,008 м2, их объем 0008 м2 х 36 м = 0,288 м3.

Аналогичным образом можно произвести расчет объема ребер жесткости и для большей толщины основания.

Столбчатое основание

Устройство столбчатого фундамента.

Чтобы правильно рассчитать, сколько уйдет бетона под столбчатый фундамент, нужно знать площадь их поперечного сечения и высоту. Формула для нужного нам расчета: S = 3.14 х R2, R – это радиус нашего столба. Столб с диаметром в 20 см будет иметь поперечное сечение в 0,0312 м2, то есть мы 3,14 умножили на радиус в квадрате. При высоте в 2 метра наш столб будет иметь объем 0,0314 м2 х 2м = 0,0628 м3.

Таким образом, рассчитывается, сколько бетона надо взять для столбов с другим размером. Но приведем некоторые готовые объемы для заливки 1 метра столба с разными видами сечения:

  • круглое сечение диаметром в 15 см – 0,0353 м3;
  • круглое сечение диаметром в 20 см – 0,0628 м3;
  • круглое сечение диаметром в 30 см – 0,1413 м3;
  • квадратное сечение 20 х 20 см – 0,08 м3;
  • квадратное сечение 30 х 30 см – 0, 32 м3.

Ленточный фундамент

Чертеж ленточного фундамента.

Чтобы узнать какое количество кубов бетона необходимо под этот вид фундамента, нужно знать высоту, ширину и суммарную длину всего фундамента. Ширина основания обычно составляет от 20 см и до 40 см, в зависимости от необходимой площади опоры дома. Высота составляется из суммы ее надземной и глубинной части.

Обычно наземная часть фундамента это 40-50 см. Например, при заложении фундамента на глубину равную полутора метров и надземной части ленты в 0,4 метра общая высота составляет 1,9 м. Общая длина основания – это длина внутренних стен и периметр внешних. Для дома с размером 6 х 6 м с одной стеной внутри общая длина будет равна 30 м: 24 м внешние стены и 6 метров внутренняя. И если ширина ленты будет 0,4 м, то общее количество бетона на основание с такими параметрами составит 22,8 м3, то есть 0,4 м (ширина) умножается на ее длину (в нашем случае это 30 м) и еще и на высоту 1,9 м.

Описаны далеко не все возможные варианты фундаментов, но эти более доступные для самостоятельного возведения различного рода построек.

Гравийный бетон — обзор

8.4.4.1 Инженерно-технический процесс

Общий процесс утилизации показан на рис. 8.42. Весь демонстрационный проект включает в себя хранилище отходов C&D, цеха по производству переработанных заполнителей, цеха по производству предварительно смешанного раствора и бетонных изделий, склад готовой продукции, тестовое здание, офисное здание и оставшуюся территорию.

Рисунок 8.42. Общий процесс утилизации отходов строительства и сноса в городе Сиань.

Переработанные заполнители, которые могут заменить природный песок и гравий, производятся в рамках этого проекта путем классифицированного дробления и просеивания. Некоторые из этих заполнителей могут применяться в качестве сырья в процессе глубокой переработки и используются для производства предварительно смешанного раствора, добавки к цементу и бетона. Остальные реализуются в качестве товарных заполнителей на бетоносмесительные станции, растворные заводы и для обратной засыпки дорожного основания. Отсортированный мелкий порошок используется в производстве бетона, а отсеянный лёсс напрямую поступает в садовый отдел в качестве почвы.

Переработанные продукты должны соответствовать требованиям соответствующих стандартов, включая требования к заполнителям, гравию, бетонным смесям, раствору и стеновым плитам. Общий процесс производства заполнителей показан на рис. 8.43.

Рисунок 8.43. Общий процесс производства заполнителей в городском проекте Сиань.

Деревянные, бумажные, пластиковые и железные блоки разделяются вручную после того, как отходы C&D передаются в смесительный цех. Затем отходы направляются в цеха агрегатного производства для глубокой переработки.Крупный заполнитель 5–31,5 мм, мелкий заполнитель 0–5 мм и порошковые материалы поставляются отдельно.

Процесс производства готового раствора показан на рис. 8.44.

Рисунок 8.44. Процесс производства готового раствора в городе Сиань.

Процесс производства бетона в данном проекте показан на рис. 8.45.

Рисунок 8.45. Процесс производства бетонных изделий в городе Сиань.

Ленты с мелкими заполнителями и порошкообразными материалами эксплуатируются и используются для их транспортировки непосредственно в цех по производству строительных растворов.Содержание воды может быть снижено ниже 0,5% с помощью горизонтальных сушильных машин. Цемент добавляется в зависимости от целевой прочности и области применения.

Процесс производства стеновых панелей в данном проекте показан на рис. 8.46.

Рисунок 8.46. Процесс производства стеновых панелей в городе Сиань.

Основными объектами, используемыми в этом проекте, являются участки дробления, сортировки, транспортировки, производства гравия, сушки, сухого предварительного смешивания раствора и производства стеновых плит и сыпучих компонентов, которые подробно перечислены в Таблице 8.54.

Таблица 8.54. Основные задействованные объекты и их параметры для годовой перевалочной способности 1 000 000 тонн отходов строительства и сноса в городе Сиань Проект

0 2 6
Артикул Размеры здания (м) Объем склада (т)

8 Охват (M 2 )
Всего (M 2 ) Архитектурный стиль
1 StockPile для сырья 175 × 110 240 000 19,250 19,250 — Структура стены
2 2 120 × 50 / 6000 6000 Стеновая структура кадров
3 MOTAR MODALOP 100 × 50 / 5000 5000 Каркасно-стеновая конструкция
4 90 060 Бетонный продукт Производство Мастерская 220 × 70 / 26 400 26400 Каркас-сдвига Стена
5 Совокупный склад / / / 6000 /
5.1 3.15-мм грубый совокупный склад Φ40 × 20 35 000 1256 / стальной силос
5.2 10-мм грубый совокупный склад Φ31,4 × 20 20 000 744 /944 / Silo Silo
5.3
5.3 5-мм Грубый совокупный склад Φ31.4 × 20 20 000 744 / Сталь Silo
5.4 2.5-мм Грубый совокупный склад Φ16 × 20 5200 201 / сталь Silo
5.5 Materal Warehouse Φ16 × 20 5200 201 / Steel Silo
5.6 тонкий порошок склад Φ16 × 20 5200 201 / сталь Silo
6 MOTAR SCOUSH / / / 5000 /
6.1 Декоративный Склад Склад Φ12 × 20 1500 114 114 / Сталь Silo
6.2 Метритный Склад Φ13 × 20 1800 266 / Steel Silo
6.3
6.3 Менсионный Склад Φ13 × 20 1800 266 / Сталь Silo
60055 6.4 Упакованные декоративные минометные склад 20 × 6 500 111 / Каркасно-стеновая конструкция
6.5 Упакованные кладочные минометные склад 20 × 12 1000 222 222 / Стена с ножницей
7 Clearing Room / / / 18 525 каркас сдвига стены структура
8 офис, остаток, садоводство 210 × 70 / // / 14,700 каркасных стен Стены
9 Road / / / 7150 7150 / /
/
/
5
100 875 M 2

Ежегодный утилизация потенциала строительства и отходов сноса составляет 1 млн. Тонн в этом проекте.Склад для сырья размером 175×110×15 м оборудован для обеспечения непрерывности и стабильности производства. Объем склада составляет 182 000 м 3 , а вместимость отходов C&D составляет 182 000 × 1,3 = 240 000 тонн, исходя из высоты штабеля 10 м, угла естественного откоса 40 градусов отходов C&D и 1,3 т/м 3 штабелирования. плотность. Площадь земельного участка составляет 175 × 110 = 19 250 м 2 , а площадь склада разделена на четыре района, а именно: склад кирпичных отходов, склад бетонных отходов и два смешанных склада.Все эти склады представляют собой закрытые стальные каркасные конструкции с бетонными стенами для защиты от дождя и пыли.

Площадь площадей цеха по производству заполнителя 120 × 50 м = 6000 м 2 , а площадь цеха по производству строительных растворов и стеновых панелей 100 × 50 = 5000 м 2 , и 220 × 70 = 15 400 м 2 соответственно на сумму 26 400 м 2 .

Силосные конструкции используются на складах инертных материалов для улучшения коэффициента использования земли.Например, объем склада крупного заполнителя 31,5 мм составляет Φ40 × 20 м = 25 000 м 3 (емкость хранения около 3,5 млн тонн), площадь которого составляет 1256 м 2 . Что касается других складов, объем, вместимость и площадь земельного участка можно посмотреть в Таблице 8.53.

Силосные конструкции используются также на складах готовых растворов, к которым относятся склад декоративных растворов (вместимость 1500 т, площадь 114 м 2 ), склад кладочных растворов (вместимость 1800 т, площадь 266 м 2 ), а также упакованные склады декоративных и кладочных растворов.Подробные функции перечислены в Таблице 8.55. Все эти склады представляют собой закрытые стальные каркасные конструкции с бетонными стенами для защиты от дождя и пыли.

Таблица 8.55. Основные объекты, задействованные для ежегодной обработки 1 000 000 тонн отходов строительства и сноса в городе Сиань Проект

Стоимость единицы (доллар) 9 0059 299 097 9 / м
Основные объекты Тип Мощность (кВт) Примечание
Восстановленный агрегатных МАСТЕРСКАЯ
1 вибрационный питатель ZSW490 × 110 15 12712 12712
2 щековой дробилки PE900 × 1200 110 103188 103188
3 Симмонс конусная дробилка CSB240 240 209368 209368
4 Центробежная ударная дробилка VS I 1140 400 86 738 86 738
5 Круговой вибрационный грохот 2YA2160 30 20937 20937
6 Круговой вибрационный грохот 3YA2160 74 двадцать две тысячи четыреста тридцать два 44865 2 экрана
7 Вибрационный питатель ГЖД200×120 4.4 5234 5234
873,4 483041
предварительно смешанного строительного раствора Практикум
1 Сушилка Горизонтальные 50 /
2 минометные обработки линии ШЕФ-20SJ 200 747742 747742
250 747742
Wallboard-компонентный Комбинированный Workshop
1 50 смешивания станции × 4 29910 119639
2 Восстановленный технологическая линия совокупная плата ШЕФ-20 ° С 120 747742 747742
3 Восстановленный технологическая линия совокупная плата ШЭФ-10 КС 220 299097 7
340 7 1 166477 1 166477
1 Устройство ленточного конвейера 650 мм 5.5 1 74774
2 5 погрузчиков колеса XG951-III 162 59819 299097
167,5 373871
Итого 1630,9 2 786 086

Площадь комбинированного цеха по производству стеновых панелей составляет 18 525 м 2 .

Остаточная и офисная площадь делится на офисное здание, лабораторный корпус, ресторан, общежития, зону для персонала, садовые участки и т. д.Общая площадь покрытия земли составляет 210 × 70 м = 14 700 м 2 .

Общая площадь территории завода в этом проекте составляет 100 875 м 2 .

(PDF) потенциал цементных стабилизированных гравиев для использования в качестве альтернативного бетона для постного бетона

индийская геотехническая конференция IGC2016

15-17 декабря 2016 г., IIT Madras, Chennai, Индия

1

потенциал цемента стабилизированных гравию для использования в качестве

ЗАМЕНА НА ТОЩИЙ БЕТОН

A.C.S.V. Прасад, доцент кафедры гражданского строительства, SRKREC, Бхимаварам, [email protected]

C.N.V. Сатьянараяна Редди, профессор гражданского строительства, Университет Андхра, Вишакхапатнам, [email protected]

РЕЗЮМЕ: В последние годы рост населения во всем мире увеличил спрос на строительные материалы до

развитие объектов инфраструктуры, таких как транспорт, жилье и т.д. В результате стоимость материалов увеличилась из-за

повышенной эксплуатации, а также материалы стали дефицитными.Чтобы сократить стоимость строительных материалов и уменьшить спрос, исследователи попытались изучить пригодность местных грунтов/отходов в качестве альтернативы обычным строительным материалам. В настоящем исследовании были отобраны различные местные гравийные грунты

и стабилизированы обычным портландцементом для улучшения их свойств. Гравийные грунты стабилизируют путем смешивания цемента в пропорциях

от 2% до 14% по массе с шагом 2%.Гравийные грунты, стабилизированные цементом, оценивают на прочность при сжатии

путем испытания литых кубов после периодов твердения 7, 14 и 28 дней. Результаты исследования показали, что прочность на сжатие

гравийных грунтов, стабилизированных цементом, увеличивалась с увеличением содержания цемента и продолжительности твердения. Значения прочности

сравнимы с обычными низкосортными бетонами, изготовленными из песка в качестве мелкого заполнителя и щебня

в качестве крупного заполнителя.Следовательно, гравийные грунты, стабилизированные цементом, можно рассматривать для использования в основании и нижних слоях тротуаров

, укладке бетонного основания для фундаментов и других массовых бетонных работ.

Ключевые слова: стабилизация цемента, прочность на сжатие, гравийный грунт, тощие бетоны, прочность на сжатие такие как реберные

коридоры, прадхан мантри грамина садак йоджана и

прадхан мантри авас йоджана и т. д.Большинство из

сельских/сельских дорожных сетей не связаны с

мандальными/главными дорогами в пределах района, и эти дороги

не имеют покрытия. Таким образом, они не очень полезны в сезон дождей. В городах и селах правительство

запланировало построить множество жилых поселков для бедных

человек для улучшения условий жизни. В результате

природных ресурсов истощаются. Чтобы преодолеть ситуацию

, следует рассмотреть альтернативные материалы с низкой стоимостью или стабилизированные

местные материалы для использования в конструкциях

.Среди различных добавок цемент

предпочтительнее для стабилизации грунтов, так как он подходит для всех

типов грунтов. Портландцемент состоит из

силикатов кальция и алюминатов кальция, которые при соединении

с водой гидратируются с образованием цементирующих

соединений гидрата силиката кальция и гидрата алюмината кальция

, а также избыточного кальция

гидроксид. Поскольку вяжущие соединения, образующиеся

во время гидратации, в основном ответственны за стабилизацию

грунтов, портландцемент успешен во всех типах грунтов.

Следовательно, пригодность стабилизированных цементом грунтов оценивается различными исследователями для использования в качестве подстилающего слоя и материала основания

тротуаров (Ramana Murthy

et al, 2006, PCA, 1978; Mitchell and Freitag, 1959).

В настоящем исследовании местные гравийные грунты

стабилизированы обычным портландцементом для повышения прочности

. Щебнистые грунты стабилизируют смешением цемента

в пропорциях от 2% до 14% по массе, в

с шагом 2%.Гравийные грунты, стабилизированные цементом

, оценивают на прочность при сжатии путем испытания литых кубов

после периодов твердения 7, 14 и 28 дней.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

2.1 Используемые материалы

2.1.1 Гравийные грунты

Гравийные грунты, использованные в настоящем исследовании, закупаются

в карьерах Аруголану (GM) и Унгутуру (Унгутуру)4 в карьерах 900V (GW) карьер в

округах Кришны штата Андхра-Прадеш.Свойства

грунтов, определенные лабораторными испытаниями, представлены в таблице 1. Кривые гранулометрического состава

гравийных грунтов представлены на рисунке 1. Почвы

классифицируются как хорошо отсортированный гравий (GW), илистый гравий

(GM) и глинистый гравий (GC) в соответствии с системой классификации почв BIS

. Максимальный размер частиц во всех собранных

гравийных почвах составляет менее 20 мм. Уплотнение

Влияние содержания цемента, периода твердения, градации и степени уплотнения на механическое поведение стабилизированного цементом гравийного щебня, полученного методом испытаний на вертикальную вибрацию

сравнение изменений влагосодержания и градации до и после формирования образца методом ВВТМ и статического давления, а также корреляции механической прочности между лабораторным образцом уплотнения и керновым образцом в полевых условиях.Исследовано влияние содержания цемента, периода твердения, градации и степени уплотнения на предел прочности при неограниченном сжатии, сопротивление расщеплению и модуль упругости при сжатии ВВТМ, уплотненного цементно-стабилизированным щебнем (CSCG), и получено уравнение для прогнозирования механической прочности ВВТМ. была разработана компактная CSCG. Результаты показывают, что корреляция между прочностью образца ВВТМ и образца полевого керна может достигать 92 %; механическая прочность КСГ будет увеличиваться с увеличением содержания цемента, а когда содержание цемента достигнет примерно 4%, рост его механической прочности замедлится; механическая прочность уплотненного ВВТМ КСЦГ с различными дозировками и градациями цемента быстро увеличивалась на 14 сутки твердения и начинала выравниваться через 90 суток.По сравнению с градацией XM, использование градации GM может повысить механическую прочность. При различных градациях и сроках твердения механическая прочность линейно возрастает с увеличением степени уплотнения. Уравнение прогноза механической прочности имеет высокую надежность; следовательно, он может точно предсказать правила роста силы. При этом степень уплотнения увеличивается на 1%, а механическая прочность увеличивается примерно на 10%.

1. Введение

Макадам характеризуется неправильной формой и очень острыми углами.Он равномерно распределяется по силе и в основном контролируется по качеству. Обладает хорошей адгезией к цементу, асфальту и другим вяжущим материалам. Он широко используется в дорожном строительстве [1–4]. Однако из-за большого потребления дорожно-строительных материалов в последние годы их доступность снизилась. Поэтому необходимо найти альтернативный каменный ресурс для строительства полноценных дорожных покрытий. Кроме того, исследователи использовали такие материалы, как битый кирпич, переработанные материалы для дорожных покрытий, переработанный бетонный заполнитель, сталелитейный шлак и хвосты железной руды [5–12].

В Китае богатые ресурсы гравия. Если его можно использовать при строительстве асфальтового покрытия в больших количествах, его можно взять рядом с участком во время строительства покрытия, что может не только сэкономить затраты, но и уменьшить недостатки, связанные с транспортировкой больших объемов полезных ископаемых на дорогу. и воздействие на окружающую среду. Однако гравийный щебень имеет другие свойства материала по сравнению со щебнем. Например, по сравнению со щебнем гравий гладкий и неугловатый и имеет низкую силу сцепления с цементным раствором, что приводит к плохой устойчивости гравийного основания.Однако стабилизированный цементом щебень также имеет выраженные усадочные трещины, которые легко отделяются и имеют низкую прочность [13–15]. Исходя из этого, многочисленные исследователи провели соответствующие исследования дорожных характеристик материалов, стабилизированных цементом [16]. Ма и др. установили, что гравийный щебень, обработанный в соответствии с требуемыми спецификациями, может эффективно уменьшить явление дробления во время строительства и имеет шероховатую и неравномерную поверхность излома, что может эффективно улучшить его сцепление с цементным раствором [17].Лин и др. [18] и Ван и соавт. [19] использовали передозировку 6,5% цемента и 2% противоусадочного агента, а также метод виброуплотнения для формирования смеси цементно-стабилизированного щебня (ЦГГ) для повышения прочности основания ЦГГ. Ян и др. изучали механические свойства и износостойкость ККГ с частицами каучука с помощью макро- и микроэкспериментов [20]. Mshali и Visser изучали влияние слюды на прочность на неограниченное сжатие и объем CSCG [21]. Ченг и др. провели эксперименты на сухую усадку и температурную усадку в помещении на CSCG с различными типами структуры и дозировками цемента [22].Сан и др. изучали прочность, модуль, морозостойкость, водостойкость и другие технические свойства стабилизированного цементом гравия из железорудных отходов при использовании на автомагистралях [23]. Ма и др. использовали армированную сетку для повышения несущей способности CSCG [17]. Хан и др. провели экспериментальные исследования градации и ходовых качеств цемента и щебня, стабилизированного золой-уносом, на основе теории градации смеси [24]. Яо и др. исследовали влияние дозировки цемента, содержания воды, времени твердения и других факторов на механическую прочность цементно-стабилизированного грунта и предложили модель прогнозирования прочности и жесткости цементостабилизированного грунта [25, 26].Zhuang и Ye сравнили состав смеси из гравийного порошка, стабилизированного цементом, порошка щебня, стабилизированного цементом, с содержанием заполнителя 20% и порошка щебня, стабилизированного цементом, с содержанием заполнителя 40% [27].

В то же время для проектирования основания дорожной одежды и оценки эксплуатационных характеристик важными параметрами являются прочность на сжатие, прочность на расщепление и модуль упругости CSCG [28]. Экономически нецелесообразно испытывать механические свойства керна, полученного на участке дорожного строительства.CSCG можно протестировать только в лаборатории в смоделированных условиях. Таким образом, корреляция между механическими свойствами образцов механически измельченного гравия, изготовленных в лаборатории, и образцов полевого керна является ключевым показателем для оценки качества лабораторных методов уплотнения [29]. В Китае для производства образцов материала, стабилизированного неорганическим связующим, используются два метода лабораторного уплотнения: метод статического давления (SPM) и метод испытания на вертикальную вибрацию (VVTM).СЗМ является традиционным методом, который широко используется из-за простоты эксплуатации и экономичного оборудования. Однако корреляция между образцами, сформированными ВЗМ, и образцами керна в полевых условиях низкая; трудно точно оценить реальные технические свойства основных материалов и эффективно выявить взаимосвязь между составом и механическими свойствами материалов [30, 31]. При определении степени уплотнения на месте всегда есть случай, когда плотность сухого веса больше, чем максимальный обнаруженный уровень уплотнения, и результат определения степени уплотнения может быть >100%.VVTM в основном имитирует вибрацию и колебания тяжелых катков с помощью оборудования для вертикальных вибрационных испытаний (VVTE), заставляя твердые материалы «резонировать», а затем мелкие агрегаты частиц заполняют зазоры, тем самым моделируя эффект уплотнения ролика и улучшая производительность CSCG. . Корреляция керна в полевых условиях выше [32, 33]. Таким образом, обработанная ВВТМ цементно-щебеночная смесь показывает лучшие характеристики, чем ВЗМ, а содержание воды и плотность в сухом состоянии, полученные ВВТМ, являются более приемлемыми с точки зрения контроля качества строительства.Используя предел прочности при сжатии 7 d для анализа механических свойств, при той же дозировке цемента производительность ВВТМ выше, чем у ВЗМ, что является более разумным и эффективным для контроля строительной площадки [18].

Хотя в приведенном выше исследовании изучались дорожные характеристики CSCG, большинство этих исследований основано на тестовых образцах для формирования ВОП, которые больше не совместимы с более современным оборудованием для укладки асфальтоукладчика, катковым уплотняющим оборудованием и строительными технологиями, представленными в Китае. конструкции, и существуют ограничения в корреляции между составом материала и характеристиками, что приводит к недостаточной теоретической базе для оптимизации состава материала.Поэтому надежность ВВТМ оценивали путем сравнения содержания влаги, градационных изменений ВВТМ и СЗМ до и после формования, а также соотношения механической прочности между образцом и образцом керна в полевых условиях. Влияние градации, содержания цемента, периода отверждения и уплотнения на механическую прочность CSCG изучали с помощью VVTM. Результаты исследований могут служить ориентиром для инженерной практики.

2. Материалы и методы
2.1. Сырье
2.1.1. Цемент

Цемент марки PO 42.5 был произведен на месторождении Тонли в округе Кешань города Чжумадянь, провинция Хэнань, Китай. Технические характеристики предоставляются в таблице 1.

2
1
6 Проекты Устойчивая площадь (M 2 / кг) Устойчивость (мм) 3-дневная прочность (МПа) Установка времени (мин)
Компрессивный Flexural Первоначальная настройка Окончательная настройка
1
2
Измеренное значение 325 1.5 35.0 5.4 5.4 295 440
Технические требования ≥300 ≤5 ≥17.0 ≥3.5 > 240 > 360
2.1.2. Заполнитель

Гравийный щебень, полученный из Бияна, провинция Хэнань, Китай, был разделен на частицы четырех размеров: 4,75–9,5, 9,5–19, 19–37,5 мм и каменная крошка. Технические характеристики приведены в таблице 2.

974 974 4
4
2
Измеренные проекты Измеренные результаты грубого совокупности следующих спецификаций 6 Технические требования
19-37,5 мм 9,5-19,0 ​​мм 4,75-9,5 ММ Каменные чипы
Видимая плотность (T / M 3 ) 2.373 2.639 2.660 2.696 ≥2.6 ≥2.6
Сокрушительное значение (%) 19.50 ≤25
игольчатый контент (%) 17.60 29.30 28.20 ≤15
Эквивалент песка (%) 54 ≥50 ≥50
2
2.1.3. Смеси

Градации агрегатов для КСГ с плотным каркасом и взвешенно-плотным типом приведены в табл. 3, а их кривая градации агрегатов изображена на рисунке 1.

Массовый процент следующих отверстий сита (мм)
31,5 19.0 4.75 2.36 0.6 0.075
Скелетная градация (GM ) 100 67.0 47.0 47.0 33.0 23.0 14.0 3.0
100 67.0 39.0 26.0 15,0 3.5


2.2. Программа испытаний

При испытании механических свойств используются градации GM и градации XM, а также десять видов смесей с дозировкой цемента 3.0%, 3,5%, 4,0%, 4,5% и 5,0% соответственно выбираются по двум градациям. Были испытаны прочность на сжатие без ограничений, прочность на расщепление и модуль упругости при сжатии, а периоды испытательного отверждения составили 0, 3, 7, 14, 28, 60 и 90 дней.

Следует отметить, что наши предыдущие исследования показали, что влияние содержания цемента на механическую прочность различных щебеночных материалов, стабилизированных цементом, сходно [32, 33]. На практике наиболее часто используемая дозировка цемента для цементно-стабилизированного щебеночного основания составляет 3.0%–5,0%, поэтому для CSCG были выбраны дозировки цемента 3,0%, 3,5%, 4,0%, 4,5% и 5,0%.

2.3. Метод испытаний
2.3.1. Подготовка образцов

VVTM включает использование оборудования для испытаний на вертикальную вибрацию (VVTE) для уплотнения CSCG с целью определения максимальной плотности в сухом состоянии и наилучшего содержания влаги в CSCG, а также для изготовления цилиндрического образца диаметром и высотой 150 мм. . На рис. 2 представлена ​​схема ВВТЭ [34–38]. Параметры ВВТЭ следующие.Частота вибрации 30 ± 2 Гц, возбуждающая сила 7,6±0,2 кН, номинальная амплитуда 1,4 ± 0,2 мм, рабочая масса 3,0±0,4 кН, масса верхней системы автомобиля 1,2±0,2 кН, вес нижней автомобильной системы составлял 1,8 ± 0,2 кН. Оптимальное содержание влаги ( ω opt ) и максимальная плотность в сухом состоянии ( ρ dmax ) для CSCG были определены посредством уплотнения ВВТЭ, а время испытания составило 100 с. Мы использовали VVTE для изготовления цилиндрических образцов CSCG, а время испытаний составило 90 с.Этапы испытаний в основном включают три этапа: (1) определение ρ dmax и ω opt ; 2) формирование образцов ВВТМ, соответствующих установленным ρ dmax и ω opt ; 3) отверждение образцов ВВТМ в камере отверждения при температуре 20 ± 2°С и относительной влажности 95%.

2.3.2. Лабораторная оценка механических свойств

(1) Прочность на неограниченное сжатие .В соответствии с методами испытаний, указанными в китайской спецификации JTG E51–2009 [39], для измерения прочности на сжатие без ограничений ( R c ) образцов CSCG отвержденные образцы CSCG погружали в воду на 24 часа. , их R c измеряли на электронной универсальной испытательной машине, а скорость загрузки пресса составляет 1 мм/мин.

(2) Прочность на раскалывание . В соответствии с методами испытаний, указанными в китайской спецификации JTG E51–2009 [39], для измерения прочности на раскалывание ( R i ) образцов CSCG отвержденные образцы CSCG погружали в воду на 24 часа, их R i были измерены электронной универсальной испытательной машиной, а скорость загрузки пресса составляет 1 мм/мин. R i можно рассчитать по следующей формуле: где R i — прочность на раскалывание, МПа; P – максимальная разрушающая нагрузка, Н; h – высота образца, мм.

(3) Модуль упругости при сжатии . Согласно методам испытаний, прописанным в китайской спецификации JTG E51–2009 [39], модуль упругости при сжатии ( E c ) был измерен методом верхней поверхности, а скорость нагружения пресса равна 1 мм/мин.Процедура измерения деформации отскока заключается в следующем: разделите заданную единицу давления на 5 частей в качестве значения давления для каждого приложения. Сначала приложите нагрузку первого уровня (1/5 от заданной максимальной нагрузки), а когда нагрузка достигнет 1 мин, запишите показания циферблатного индикатора и снимите нагрузку, чтобы восстановить упругую деформацию времени. Затем через 0,5 мин записывают показания стрелочного индикатора, прикладывают нагрузку второго уровня (2/5 от заданной максимальной нагрузки), а когда нагрузка достигает 1 мин, записывают показания стрелочного индикатора и снимают нагрузку.Повторяйте предыдущие шаги, пока пятая загрузка не будет завершена. E c можно рассчитать по следующей формуле: где E c — модуль упругости при сжатии, МПа; р — удельное давление, МПа; h – высота образца, мм; l — деформация отскока образца, мм, l  = показание при нагрузке − показание при разгрузке.

3. Оценка надежности ВВТМ
3.1. Изменения влагосодержания до и после уплотнения

Изменения влагосодержания образцов до и после их формования с использованием ВВТМ и СЗМ представлены в табл. 4. Среди них оптимальным является ω опт влагосодержание и ω 1 – влагосодержание после формования.

+
6 Test Method GM Грамация XM GM
Ω Opt (%) Ω 1 (%) ( Ω ω ω ω ) / ω ) / ω Opt (%) Ω Opt (%) Ω 1 ( %) Opt Ω ω 1 ) / ω Opt (%)
SPM 3.0 4,7 4,16 11,49 5,2 4,59 11,73
3,5 4,8 4,23 11,88 5,3 4,68 11,70
4,0 4,9 4.31 4,31 12.04 5.5 4.88 11.27
40055
4.5 5 4.39 12.20 5.6 4.93 11,96
5,0 5,1 4,47 12,35 5,6 4,94 11,79

VVTM 3,0 3,8 3,77 0,79 4.2 4,2 4.16 0,95
3.5 3.9 3.87 0.77 4,4 4.36 0,91
4.0 4,0 3,97 0,75 4,6 4,55 0,87
4,5 4,0 3,96 1,00 4,6 4,55 1,09
5,0 4,0 3.95 3.95 1.30 4.7 4.66
9

Таблица 4 показывает, что внутренняя скорость потери влажности CSCG на основе SPM составляет примерно на 12% до и после формования , а средняя потеря воды формованными образцами ВВТМ составляет менее 1 %.Причина этого явления заключается в том, что оптимальное содержание влаги перед образцом, образующим ВЗМ, определяется испытанием на уплотнение в тяжелых условиях. Содержание воды, определенное этим методом, будет высоким, и частицы заполнителя внутри образца не могут быть эффективными при формировании ВЗМ. Движение образует взаимосвязанную структуру. По мере увеличения давления смешанные частицы сближаются и поры уменьшаются, что приводит к потере воды в смеси. Влагосодержание, определенное ВВТМ, хорошо согласуется с методом формования, а определяемое содержание воды является более точным.Это указывает на то, что образец для испытаний, формованный с помощью VVTM, может лучше отражать истинное состояние материала CSCG в реальной конструкции.

3.2. Изменение градации до и после уплотнения

Изменения градации минерального заполнителя образца после того, как они были испытаны двумя методами, показаны на рисунке 3.

Из рисунка 3 видно, что в исследовании изменения градации, хотя принята градация ГМ и ХМ, вывод аналогичный; то есть ВВТМ мало влияет на градацию до и после формования образца и ею можно пренебречь, а изменения градации образца до и после формования СЗМ более очевидны, особенно для 9.Заполнитель размером 5–19 мм, и ситуация с дроблением серьезная. Основная причина этого явления заключается в том, что при использовании ВВТМ для формирования образца заполнитель имеет более реалистичную оптимальную влажность, так что он может свободно перемещаться в режиме испытаний и в конечном итоге достигает состояния уплотнения и заполнения и наиболее компактное состояние. Когда SPM используется для формирования образца, содержание влаги в заполнителе высокое, вода занимает определенный объем в испытательной форме, и его трудно сжать.Одновременно методом статического давления прикладывают постоянное давление к обоим концам смеси. В сформованном образце частицы не могут свободно двигаться и соприкасаются друг с другом до разрушения заполнителя. Можно доказать, что ВВТМ может лучше обеспечивать состав материала и эффективно отражать уровень его механической прочности.

3.3. Корреляция между полевыми образцами керна и образцами, сформированными ВВТМ и СЗМ

. Сравнивалась механическая прочность образцов CSCG, приготовленных в лаборатории, и образцов керна физической инженерии.Результаты приведены в таблице 5. В ходе испытаний сырье и минеральные материалы были выбраны с учетом фактических материалов, используемых в проекте, а дозировка цемента составила 4,5%. В лаборатории ВВТМ и СЗМ были использованы для формирования опытных образцов, которые затем размещались на строительной площадке для отверждения на 7, 14, 28 и 60 дней. С помощью установки для колонкового бурения были получены керновые образцы брусчатки и укатаного основания, которые были отверждены одновременно и в одинаковых условиях.Впоследствии образец для испытаний в помещении и образец керна на месте были перемещены вместе в помещение для испытаний на прочность при неограниченном сжатии и испытание на прочность при раскалывании. Среди них: репрезентативное значение прочности на неограниченное сжатие образца, сформированного с использованием VVTM в лаборатории, R c ( s ) — репрезентативное значение прочности на неограниченное сжатие испытуемого образца. который был сформирован с использованием SPM, R c ( x ) является репрезентативным значением неограниченной прочности на сжатие образца керна, полученного в полевых условиях, является репрезентативным значением прочности на раскалывание образца R i ( s ) является репрезентативным значением прочности на раскалывание испытательного образца, сформированного с помощью SPM, а R i ( x ) является репрезентативным значением прочности на раскалывание образца керна, полученного в полевых условиях.

1 6 девяносто одна тысяча триста шестьдесят четыре силы Расщепление
Интенсивность Индекс CSCG Индексы для следующих периодов отверждения (дни) 6 Среднее значение (%)
7 14 28 60
+
прочность на сжатие (МПа) 7,0 8,3 9,6 10,3
R девяносто одна тысяча сто шестьдесят восемь с ( сек ) (МПа ) 3.2 3.7 3.7 4.3 4.6
R C ( x ) (MPA) 7009 9.1 10.2 11.4
/ R с ( х ) + 0,901 0,904 0,934 0,904 0,91
R с ( с ) / R c ( x ) 0.410 0,407 0,422 0,404 0,41

(МПа) 0,63 0,75 0,92 1,05
R I I ( S ) (MPA) 0.34 0.39 0.47 0.53
R I ( x ) (MPA) 0.69 0,82 0,98 1,13
/ R 91 168 я ( х ) 0,913 0,915 0,939 0,929 0,92
R + я ( с ) / R + я ( х ) + 0,493 0,476 0,480 0,469 0,48

Как показано в Таблице 5, прочность на сжатие без ограничения и прочность на раскалывание образцов, формованных из ВВТМ, были равны 0.91 и 0,92 раза больше, чем у образцов керна на месте в разные периоды отверждения, в то время как предел прочности при сжатии без ограничений и прочность на раскалывание образцов, формованных из СЗМ, были только в 0,41 и 0,48 раза больше, чем у образцов керна на месте. Эти явления можно объяснить резонансом ВВТМ и резонансом агрегата, который концентрирует относительное движение между агрегатами, делает частицы CSCG более тесно расположенными, а возможность разрушения агрегата относительно мала.Это не только увеличивает плотность CSCG, но и улучшает его механические свойства. Однако, когда образец для испытаний формируется с помощью SPM, между заполнителями возникает большая сила трения, и относительное смещение меньше, чем относительное смещение между заполнителями при формировании образца для испытаний, формованного методом VVTM. По мере увеличения времени уплотнения заполнитель легко измельчается на более мелкие частицы, что отрицательно сказывается на механических свойствах CSCG. Это показывает, что по сравнению с ВЗМ прочность образца, сформированного ВВТМ, ближе к прочности ядра строительной площадки, что подтверждает надежность ВВТМ.

4. Результаты испытаний и анализ
4.1. Влияние дозировки цемента

Изменение прочности при неограниченном сжатии, прочности на расщепление и модуля упругости при сжатии CSCG в зависимости от дозировки цемента показано на рисунках 4–6.

Из рисунков 4–6 видно, что влияние дозировки цемента CSCG на механические свойства образцов одинаково в разные периоды отверждения с использованием градаций XM и GM. Механическая прочность CSCG будет увеличиваться с увеличением дозировки цемента.Когда дозировка цемента достигает примерно 4 %, тенденция роста его механической прочности начинает замедляться, а влияние увеличения дозировки цемента на то и другое начинает снижаться. Это связано с тем, что с постепенным увеличением дозировки цемента образуется все большее количество смесей за счет гидратации цемента, повышается его собственная адгезия, и он может лучше заполнять пустоты во внутреннем каркасе КСГ, делая структуру плотной без слабых поверхностей. . Целостность лучше, а механические свойства постоянно улучшаются с увеличением содержания цемента.Однако, если дозировка цемента слишком высока, CSCG склонен к усадочным трещинам, и прочность снижается [18]. Поэтому в практических инженерных приложениях используется разумное количество цемента.

4.2. Влияние периода отверждения

Изменение прочности на неограниченное сжатие, прочности на расщепление и модуля упругости при сжатии CSCG в зависимости от периода отверждения показано на рисунках 7–9.

Из рисунков 7–9 видно, что механическая прочность CSCG с различными дозировками цемента и типами градации увеличивается быстрее всего при периоде твердения 14 дней, а рост начинается медленно после периода твердения 28 дней.После того, как период отверждения превышает 90 дней, тенденция роста прочности начинает сглаживаться. Он пологий и бесконечно приближается к горизонтальной линии, а отсечение по вертикали, соответствующее этой горизонтальной линии, является предельным значением прочности CSCG. Можно видеть, что ранняя стадия, особенно предздоровье, должна быть усилена после уплотнения корней травы.

Это связано с тем, что четыре минерала в цементном клинкере, особенно 3CaO·Al 2 O 3 и 3CaO·SiO 2 , имеют более высокую скорость реакции, а 3CaO·SiO 2 является наиболее важным минеральным компонентом в цементе; его содержание обычно составляет около 40%.3CaO·SiO 2 продукты гидратации играют важную роль в ранней и поздней прочности цемента. Содержание 3CaO·Al 2 O 3 невелико, но скорость реакции самая высокая. Его содержание определяет скорость схватывания и тепловыделение цемента, что играет определенную роль в ранней прочности цемента. Содержание 2CaO·SiO 2 в портландцементе составляет около 35 %, скорость его реакции с водой самая медленная, теплота гидратации низкая. Он мало влияет на раннюю прочность цемента, но играет важную роль в более поздней прочности цемента.Содержание 4CaO·Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 обычно составляет 10%. Он быстро реагирует в воде и имеет высокую теплоту гидратации, но его прочность низка, и он играет важную роль в сопротивлении прочности на изгиб.

Предположим, что БКГ имеет уравнение роста механической прочности, удовлетворяющее трем граничным условиям: где R – прочность после Т  сут отверждения БКГ, R – предел прочности, R 0 — прочность после 0 дней отверждения CSCG, а T — период отверждения CSCG.

В соответствии с приведенными выше граничными условиями можно установить формулу (4) для роста механической прочности образца. Из этого уравнения можно точно спрогнозировать предел прочности на сжатие, прочность на расщепление и модуль упругости при сжатии CSCG в разные периоды отверждения. В то же время отличие состоит в том, что изгибные растягивающие напряжения, которые может выдержать ЦКГ на начальном этапе формования (срок твердения 0 сут) в поперечном направлении, очень малы, так как начальное схватывание цемента в смеси не произошло. завершено и определенная прочность не достигнута.Можно аппроксимировать, что его сила расщепления в 0 дней равна нулю: где A — коэффициент регрессии.

В таблицах 6–8 приведены параметры уравнения роста прочности CSCG при различных дозировках и градациях цемента.

4

градации типа Цемент дозированные (%) R с 0 91 169 R с ∞ 91 169 R 2

XM 3.0 0,11 1,7 10,5 0,99
3,5 0,08 2,1 12,6 0,99
4,0 0,11 2,1 12,3 0,99
4.5 0.10 0.10 2.3 12.9 0.98
5.0 0.12 2.3 12.8 0.99
GM 3.0 0,09 2,4 11,5 0,99
3,5 0,11 2,5 13,3 0,99
4,0 0,14 2,5 13,6 0,99
4.5 0,14 2,6 14,1 0,99
5,0 0,14 2,7 14,2 0,99

+1

Градация типа Цемент дозированные (%) A R + я R 2

ХМ 3.0 0,12 0,96 0,99
3,5 0,15 1,02 0,99
4,0 0,14 1,05 0,99
4,5 0,13 1,08 0.99
5.0 0.18 1.12 0,99
GM 3.0 0.11 1.01 0,99
3,5 0,11 1,08 0,99
4,0 0,10 1,16 0,99
4,5 0,11 1,23 0,98
5,0 0,15 1,23 0,99

2 2

Градация типа Цемент дозировка (%) 91 167 Е 0 0 9119 R 2
2
xm 3.0 0,09 212 2117 0,99
3,5 0,09 216 2261 0,98
4,0 0,10 211 2407 0,99
4.5 0.10 0.10 234 2469 0.98
5.0 5.0 0.11 222 2542 0.99
4
GM 3.0 0,09 245 2234 0,98
3,5 0,09 243 2532 0,99
4,0 0,09 245 2644 0,99
4.5 0,10 264 2697 0,99
5,0 0,11 268 2695 0,99

результаты показывают, что корреляция между параметры уравнения роста прочности CSCG и лабораторных испытаний составляют более 98%, что позволяет точно предсказать закон роста механической прочности.

4.3. Влияние типов градаций

Таблицы 9–11 показывают коэффициент прочности на сжатие без ограничений, коэффициент прочности на расщепление и коэффициент упругости при сжатии градаций GM и XM.

7
1 соотношение прочности компрессию в разных времена отверждения (дни)
0 3 7 14 70059 28 60 90

3.0 1,26 1,20 1,13 1,07 1,05 1,09 1,13
3,5 1,26 1,19 1,14 1,14 1,24 1,10 1,04
4.0 1.25 1.21 1.21 1.19 1.20 1.17 1.11 1.11 1.14
4,5 1.27 1.15 1,19 1,25 1,24 1,13 1,08
5,0 1,29 1,15 1,20 1,22 1,16 1,13 1,12

1
4 Соотношение прочности расщепления 4
3 7 14 28 60 90

3.0 1,07 1,04 1,05 1,05 1,05 1,06
3.5 1,10 1,05 0,99 1,04 1,04 1,04
4.0 1.12 1.05 1.05 1.03 1.05 1.09 1.11
40055
4.5 1.09 1.15 1.10 1.07 1.15 1,13
5,0 1,08 1,14 1,11 1,09 1,15 1,13

+1, соответствующий другому времени отверждения (дни)

Цемент Дозировка (%) 1 Соотношение модуля
0 3 70059 14 28 60
3 .0 1,24 1,03 1,09 1,14 1,04 1,08 1,05
3,5 1,23 1,06 1,06 1,16 1,13 1,12 1,10
4.0 1.22 1.22 1.05 1.05 1.11 1.13 1.09 1.08
4,5 1.19 1.05 1,03 1,09 1,13 1,05 1,09
5,0 1,19 1,07 1,02 1,08 1,13 1,04 1,09

Как видно из Таблиц 9–11, по сравнению с градацией ХМ, использование градации ГМ позволяет улучшить механическую прочность, причем улучшение на ранней стадии здоровья (0–28 дней) более очевидно, и прочность на более поздней стадии не сильно улучшается.Основная причина этого явления заключается в том, что механическая прочность КСЦГ в основном обеспечивается плотностью смеси, расположением частиц и продуктом гидратации цемента, а способ формования оказывает большое влияние на плотность смеси и расположение частиц. VVTM улучшает плотность смеси и оптимизирует расположение частиц. Следовательно, механическая прочность повышается, а влияние на нее градационного типа ослабляется.Для базового слоя более поздняя стадия прочности имеет более практическое инженерное значение. С этой точки зрения использование КСГ с более плотным типом каркаса может повысить механическую прочность более чем на 4 %.

4.4. Влияние степени уплотнения

Изменение прочности на неограниченное сжатие, прочности на расщепление и модуля упругости CSCG в зависимости от степени уплотнения показано на рисунках 10–12.

Из рисунков 10–12 видно, что при различных градациях и периодах выдержки по мере увеличения степени уплотнения прочность на неограниченное сжатие, прочность на раскалывание и модуль упругости при сжатии образцов увеличиваются линейно.Степень уплотнения увеличивается на 1%, а механическая прочность увеличивается примерно на 10%. Видно, что строительство на месте повышает прочность базового слоя, что оказывает существенное влияние на повышение его прочности.

5. Выводы

(1) Степень потери внутренней влаги образцами CSCG на основе SPM составляет приблизительно 12 %, градация значительно изменяется, а механическая прочность образца лишь примерно в 0,41 раза выше, чем у образца керна в поле; в то время как средняя потеря содержания воды в образцах, формованных ВВТМ, составляет менее 1 %, изменения градации невелики, а механическая прочность образца составляет около 0.в 92 раза больше, чем у образца керна на месте. (2) Механическая прочность CSCG будет увеличиваться с увеличением дозировки цемента. Когда дозировка цемента достигает примерно 4%, тенденция роста его механической прочности начинает замедляться, и влияние увеличения дозировки цемента на оба начинает снижаться. быстрее всего увеличивается при периоде отверждения 14 дней, а рост начинается медленно после периода отверждения 28 дней.После того, как период отверждения превышает 90 дней, тенденция роста прочности начинает сглаживаться. (4) По сравнению с градацией XM, использование градации GM может улучшить механическую прочность и улучшение на ранней стадии периода отверждения (0– 28 дней) более очевиден; прочность на более поздней стадии значительно не улучшается. (5) При различных сортах и ​​периодах отверждения степень уплотнения увеличивается линейно с механической прочностью, степень уплотнения увеличивается на 1%, а механическая прочность увеличивается примерно на 10%.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Это исследование было поддержано научным проектом Коммуникации провинции Хэнань (грант № 2020J-2-2) и научными исследованиями Центральных колледжей Китая для Университета Чанъань (грант № 300102218212). Автор выражает благодарность и за финансовую поддержку.

Последние достижения в области материалов | Оценка AAR и сульфатного воздействия на гравийный бетон в долине реки Вади после 4 лет эксплуатации

Открытый доступ исследовательская статья

Халед Хассан 1,†,* , Ян Симс 2,† , Мюррей Рейд 3,† , Алекс Смит 2 , Мохаммед Аль-Кувари 4

  1. Исследования и разработки в области инфраструктуры (IRD QSTP-LLC), Доха, Катар

  2. RSK Environment Ltd, Хемел-Хемпстед, Великобритания

  3. Исследования и разработки в области инфраструктуры (IRD QSTP-LLC), Глазго, Великобритания

  4. Министерство муниципалитета и окружающей среды, Доха, Катар

† Эти авторы внесли одинаковый вклад в эту работу.

* Корреспонденция: Халед Хассан

Академический редактор: Паулина Фариа

Спецвыпуск:  Отходы, остатки и побочные продукты производства строительных материалов

Получено:  18 апреля 2021 г. | Принято:  15 сентября 2021 г. | Опубликовано: 26 сентября 2021 г.

Последние достижения в области материалов 2021 , том 3, выпуск 3, doi:10.21926/rpm.2103038

Рекомендуемая ссылка: Хассан К., Симс И., Рейд М., Смит А., Аль-Кувари М.Оценка AAR и сульфатной атаки гравийного бетона в Вади после 4 лет эксплуатации. Последние достижения в области материалов 2021 ;3(3):22; дои: 10.21926/об/мин.2103038.

© 2021 авторами. Это статья с открытым доступом, распространяемая на условиях лицензии Creative Commons by Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Реферат Гравий

Вади — это местный заполнитель в Катаре, который может способствовать повышению устойчивости за счет замены дорогого импортного габбро.Перед использованием материал необходимо обработать, чтобы снизить содержание сульфатов до приемлемого уровня. В документе представлена ​​оценка производительности трех полномасштабных зданий, в различных вариантах состоящих из 50% и 100% гравия Вади и обычного габбро-бетона. Мониторинг объекта до четырех лет эксплуатации показал увеличение прочности с возрастом и устойчивость к условиям агрессивного воздействия в Катаре. Бетон из гравия Вади показал, по крайней мере, те же характеристики, что и бетон из габбро, и превосходную долговечность, как определено в национальных строительных спецификациях.В документе представлена ​​первоначальная долгосрочная оценка, основанная на предыдущих публикациях авторов, для первоначальной оценки гравийного бетона Вади.

В более раннем исследовании авторов наблюдалась разница между результатами испытаний бетонной призмы RILEM AAR-4.1 и BS 812-123. Гравий Вади был классифицирован как потенциально реактивный в более ускоренном RILEM AAR-4.1 и как низкореактивный в более реалистичном экспонировании BS 812-123. Петрографическое исследование затвердевшего бетона после четырех лет эксплуатации не показало признаков растрескивания или признаков повреждения или износа и подтвердило интерпретацию BS 812-123 щелочно-кремнеземной реакционной способности гравийного бетона Вади.Результаты, полученные в этом исследовании, дают больше уверенности в более широком и эффективном использовании гравия Вади в конструкционном бетоне.

Графический реферат

Ключевые слова

Щелочно-кремнеземная реакция; конкретный; долговечность; расширение; долгосрочный; представление; Гравий Вади

1. Введение

Катар — небольшое государство, занимающее полуостров в Персидском заливе, граничащий с Бахрейном, Королевством Саудовская Аравия (КСА) и Объединенными Арабскими Эмиратами (ОАЭ).Как и другие государства региона, в последние десятилетия он претерпел крупную программу развития. Быстро развивающаяся инфраструктура основана на приверженности правительства Катара поддержанию баланса между потребностями развития и защитой окружающей среды [ 1 ].

Строительство в условиях жаркой пустыни, например в Катаре, сталкивается с рядом проблем, в том числе с нехваткой природных ресурсов, в результате чего приходится полагаться на импорт, и с агрессивными условиями окружающей среды, вызванными чрезмерной жарой и влажностью в течение большей части года, агрессивными грунтовыми условиями с потенциально высокое содержание сульфатов и хлоридов и высокий уровень грунтовых вод [ 2 , 3 , 4 ].Агрегат необходим для мега инфраструктурных проектов; однако в Катаре не хватает материалов местного качества. Большая часть полуострова подстилается относительно слабыми известняками эоценового возраста, которые часто содержат пласты потенциально расширяющихся глин и гипса [ 5 ]. Местный известняк используется в несвязанных строительных материалах для подстилающего слоя, основания труб и заполнения, но не в конструкционном бетоне [ 6 ]. Таким образом, Катар в настоящее время полагается на импортный заполнитель для производства бетона и асфальта.Основным импортируемым заполнителем является габбро, крупнозернистая магматическая порода, которую в настоящее время добывают в Омане, в нескольких сотнях километров к востоку.

Потенциальными местными источниками крупного заполнителя для использования в бетоне являются несколько месторождений песка и гравия, которые находятся в возвышенных частях полуострова к юго-западу от столицы Дохи. Отложения песка и гравия являются частью формации Хофуф от верхнего миоцена до плиоценового возраста, которая состоит из речных отложений песка и гравия.Содержание гравия в месторождениях, как правило, довольно низкое, в диапазоне от 10% до 20%, и состоит из ряда типов горных пород, включая магматические и метаморфические породы с Аравийского щита, а также известняк и другие осадочные породы с Аравийского шельфа. транспортировались по крупным речным системам. Подобные месторождения широко распространены в Восточной КСА и других районах региона [ 7 ]. Эти залежи песка и гравия широко известны как «гравий Вади».

Использование гравия Вади в качестве заполнителя до сих пор было ограничено тем фактом, что месторождения в значительной степени сцементированы гипсом (рис. 1), сульфатным минералом (CaSO 4 .2Н 2 О). Там, где залежи не цементируются, они интенсивно разрабатывались для получения мелкого заполнителя для бетона, при этом вынутый материал промывался и обрабатывался для удаления глины и соли, а также крупногабаритного (> 4 мм) материала. Затем этот негабаритный материал отгружается в старые выработки, которые, таким образом, содержат смесь исходных природных пластов с высоким содержанием гипса и отваленного негабаритного материала. Негабаритный материал содержит гораздо более высокий процент гравия, чем исходные слои, но проблема отделения заполнителя от гипса не позволила использовать этот материал в качестве крупного заполнителя в бетоне.Обычная обработка дроблением и просеиванием недостаточна для полного удаления гипса (рис. 2).

Рисунок 1 Гравий Вади, сцементированный гипсом.

Рисунок 2 Гравий Вади, подвергнутый простому дроблению и просеиванию, все еще содержит большое количество гипсовых отложений (примеры гипсовых отложений показаны красными стрелками).

Строительные спецификации Катара, QCS 2014 [ 8 ] устанавливают очень строгие ограничения на содержание сульфатов в заполнителях для использования в бетоне, которым гравий Вади, вырытый или грубо обработанный, на Рисунке 1 и Рисунке 2 не соответствует.Это необходимо для предотвращения образования в бетоне расширяющегося минерального эттрингита (CaO) 3 (Al 2 O 3 ) (CaSO 4 ) 3 .32H 2 O, который образуется в результате реакции гидрата кальция и алюминия в цементе с сульфатом из гипса и воды, что приводит к растрескиванию и разрушению бетона [ 3 , 4 ]. В условиях жаркой пустыни может быть очень трудно найти источники заполнителя, которые не содержат высоких концентраций сульфатов, хлоридов и других солей, которые могут вызвать разрушение бетона из-за реакций расширения и/или коррозии арматуры.Таким образом, свежие магматические или метаморфические породы, такие как габбро, добываемые в горных районах, таких как Оман и ОАЭ, являются лучшими заполнителями, доступными в регионе, и широко используются, несмотря на большие расстояния транспортировки.

Однако такие большие расстояния транспортировки сыпучих материалов, таких как заполнители, значительно увеличивают стоимость и углеродный след получаемого бетона [ 6 ]. Поэтому было проведено исследование, чтобы определить, можно ли перерабатывать местный гравий Вади, чтобы снизить содержание сульфатов до приемлемого уровня и получить заполнитель, отвечающий требованиям QCS 2014 для крупного заполнителя в бетоне [ 7 ].Проект показал, что удовлетворительный заполнитель можно получить путем многоступенчатой ​​обработки с использованием передовых методов дробления и промывки. Программа лабораторных испытаний показала, что удовлетворительные смеси для конструкционного бетона могут быть получены с использованием гравия Вади либо в качестве единственного крупного заполнителя, либо в смеси 50:50 с импортным габбро.

Еще одна проблема, связанная с использованием гравия, содержащего ряд различных типов горных пород, в качестве заполнителя в бетоне, связана с возможностью щелочно-кремнеземной реакции (ASR), которая может привести к растрескиванию и разрушению бетона в долгосрочной перспективе.Было проведено подробное лабораторное исследование этого аспекта [ 9 ], включая ускоренные лабораторные тесты с использованием различных методов. Испытания проводились с использованием тех же смесей, которые использовались для лабораторных испытаний, и пришли к выводу, что гравий Вади можно безопасно использовать в качестве крупного заполнителя в конструкционном бетоне либо в смеси 50:50 с импортным габбро, либо с использованием материалов-заменителей цемента, таких как измельченный гранулированный доменный шлак (ggbs) или угольная летучая зола (FA).

Чтобы подтвердить результаты лабораторных испытаний и продемонстрировать, что гравий Вади можно использовать на практике в качестве крупного заполнителя в бетоне, были проведены полевые испытания на крупнейшем месторождении гравия Вади возле Мекайнеса, в к югу от Катара. В июне 2016 года были успешно построены три пробных здания с использованием гравия Вади в качестве крупного заполнителя в бетонных блоках и конструкционном бетоне. Здания регулярно осматривались визуально, а ядра для испытаний брались через год.В 2020 году был взят еще один набор ядер. В этом документе описываются результаты испытаний и визуальных осмотров, а также дается первоначальная оценка долгосрочных характеристик гравийного бетона Вади после четырех лет воздействия суровых условий пустыни. Испытания будут продолжены, и дальнейшая оценка планируется в более позднем возрасте.

2. Материалы и методы

2.1 Состав бетона и состав смеси

2.1.1 Портландцемент

Портландцемент

(PC) был поставлен Qatar National Cement Company (QNCC) и соответствовал требованиям QCS 2014 и BS EN 197-1 [ 10 ], минимальный сорт 42,5. Цемент QNCC использовался для строительства экспериментальных зданий. Портландцементы с более высоким содержанием щелочи использовались для испытаний на расширение щелочно-кремнеземной реакции (ASR), как будет объяснено ниже.

2.1.2 Совокупность

Гравий Вади был добыт с участка Мекайнес на юго-западе Катара, примерно в 50 км от Дохи, и обработан с использованием многоступенчатой ​​обработки, описанной в [ 7 ].Импортный заполнитель габбро был поставлен компанией Gulf Rocks Co. в ОАЭ. Мелкий заполнитель представлял собой местный промытый песок, поставляемый компанией QNCC. Местный песок обычно промывают перед использованием в бетоне для удаления мелких частиц, содержащих гипс и глину. Крупный и мелкий заполнители были протестированы на соответствие требованиям QCS 2014 для использования в бетоне.

2.1.3 Смешивание воды и химической добавки

Для приготовления бетона использовалась питьевая вода

, соответствующая требованиям QCS 2014.Химической добавкой служил суперпластификатор на основе модифицированных синтетических карбоксилированных полимеров Epsoline HP 520, поставляемый Sodamco.

2.1.4 Комбинированная конструкция

Для изготовления бетонных смесей использовалась типичная смесь С40, имеющая характеристическую прочность на сжатие 40 МПа в кубах, отвержденная в воде при температуре 20°С (± 2) и испытанная через 28 дней после заливки. Эта смесь широко используется заводами готовых смесей в Катаре; в данном случае смесь была произведена на заводе готовых смесей Al-Ghurair.В таблице 1 приведены весовые составы трех бетонных смесей, рассмотренных в данном исследовании; обычный 100%-й габбробетон плюс 50%-й и 100%-й гравийный бетон Вади. Гравий Вади использовался для замены 50% и 100% по объему габбро. Вода для затворения поддерживалась при постоянном соотношении вода/цемент 0,42 для всех смесей, а количество суперпластификатора регулировалось для достижения целевого оседания 200 мм (± 20) на производственной установке и поддержания минимум 100 мм по прибытии на площадку. измерено в соответствии с BS EN 12350-2 [ 11 ].Таблица 1 показывает, что более высокое содержание гравия Вади в бетоне снижает дозировку суперпластификатора, необходимую для достижения такой же осадки, как у бетона из габбро. Вероятно, это может быть связано с более округлыми частицами гравийного заполнителя Вади, которые способствуют улучшению удобоукладываемости.

Таблица 1 Смесевые составы – пробные строительные смеси.

Таблица 1 Смесевые составы – пробные строительные смеси.

Материал

100% габбро

50% гравий Вади

100% гравий Вади

Портландцемент, кг/м 3

340

340

340

Вода, л/м 3

143

143

143

Габбро, кг/м 3

1197

598

Гравий Вади, кг/м 3

553

1106

Песок мытый, кг/м 3

835

835

835

Суперпластификатор, л/м 3

5.90

5,30

4,60

2.2 Щелочно-кремнеземная реакция

Программа испытаний щелочно-кремнеземной реакции (ASR) включала петрографическое исследование; ускоренные скрининговые тесты; и долгосрочные испытания расширения. Петрографический анализ в соответствии с BS 812: 104 [ 12 ] был проведен на гравии Вади для определения основных типов пород, входящих в его состав.

Метод ускоренного испытания расширения раствором-стержнем на потенциальную щелочную реакционную способность заполнителей был проведен в соответствии со стандартом ASTM C1260 [ 13 ].Были протестированы три растворные смеси, включающие 100% габбро, 50% гравия Вади и 100% гравия Вади. Результаты ускоренных растворно-стержневых смесей представлены в другом месте [92

2902].

Были проведены долгосрочные испытания бетонной призмы на 3 бетонных смесях с использованием методов испытаний RILEM AAR-4.1 [ 14 ] и BS 812:123 [ 15 ]. Испытание бетонной призмы BS занимает относительно много времени (52 недели) по сравнению с ускоренными испытаниями AAR-4.1 (20 недель), но считается, вероятно, более реалистичным для представления типичного поведения заполнителей, используемых в полевых условиях.Сравнение условий испытаний для методов испытаний RILEM AAR-4.1 и BS 812:123 представлено в таблице 2.

Таблица 2 Сравнение условий испытаний RILEM AAR-4.1 и BS 812:123.

Таблица 2 Сравнение условий испытаний RILEM AAR-4.1 и BS 812:123.

Параметр

РИЛЕМ ААР-4.1

БС 812:123

Продолжительность теста (недели)

20

52

Содержание щелочи (% Na 2 O экв.)

1,3

0,8

Температура хранения (°С)

60

38

Относительная влажность (%)

100

96

Тип контейнера

Герметичные контейнеры

Герметичные контейнеры

В смесях использовался крупный заполнитель из гравия Вади и габбро вместе с промытым песком в качестве мелкого заполнителя из тех же источников, которые позже использовались для строительных испытаний.Условия хранения варьировались между двумя тестами. Бетонные призмы RILEM AAR-4.1 подвергались воздействию температуры 60 °C при относительной влажности, максимально близкой к 100 %, тогда как бетонные призмы BS 812-123 подвергались воздействию влажности >96 % относительной влажности при 38 °C [ 9 ].

2.3 Строительные испытания

2.3.1 Строительство испытательных зданий

После завершения лабораторных исследований ASR на полигоне Мекайнес были построены три пробных корпуса, каждое сечением 4.0 м х 4,0 м и высота одного этажа 3,85 м. Каждое здание было построено с использованием одной из смесей, представленных в таблице 1. Строительство трех зданий велось параллельно с использованием одного грузовика для каждой бетонной смеси, доставленной в один и тот же день заливки. Для каждого здания было отлито четыре элемента конструкции:

• Фундаменты

• Заземляющие и шейные балки

• Колонны и балка управления

• Кровельные балки и плиты

Дополнительные балки размером 4.0 х 0,5 х 0,2 м были отлиты из тех же партий, что и бетонные колонны, и хранились отдельно за каждым зданием. Дополнительные балки были частично засыпаны насыпным материалом вокруг зданий, рис. 3, а позже использовались для отбора керна и испытаний различных бетонных смесей разного возраста. Цель состояла в том, чтобы представить агрессивные грунтовые условия и чрезмерное тепло вблизи поверхности земли [ 7 ].

Рис. 3 Дополнительная литая балка для удаления керна и долгосрочного наблюдения за зданиями.

Строительство велось летом 2016 года (июнь/июль) при средней температуре воздуха от 40°С до 50°С. QCS 2014 требует, чтобы температура бетона при доставке не превышала 32°C. Это было достигнуто за счет использования охлажденной воды для смешивания бетона, а также для предварительного охлаждения барабана грузовика перед загрузкой свежего бетона. Испытание на осадку бетона в соответствии со стандартом BS EN 12350-2 [ 11 ] было проведено по прибытии на место, примерно в 75 минутах езды от завода.На Рисунке 4 и Рисунке 5 показан мониторинг температуры и осадки бетона на площадке соответственно. В рамках контроля качества товарного бетона, используемого для разных партий, из каждой партии были приготовлены кубы (сторона 150 мм) и выдержаны в резервуаре с водой при температуре 20°C (± 2). Кубики были испытаны на прочность при сжатии в возрасте 7 и 28 дней в соответствии с BS EN 12390-3 [ 16 ]. Для каждого теста использовали три куба, и регистрировали среднее значение.

Рисунок 4 Измерение температуры бетона на месте.

Рисунок 5 Измерение осадки бетона на месте.

Оценка эффективности испытаний здания проводилась путем периодического визуального осмотра и испытаний активной зоны до 4 лет эксплуатации. В возрасте испытаний балки были извлечены из земли для отбора керна, а затем снова установлены для долгосрочного мониторинга. Сердечники были взяты из балок за зданиями и сразу же обернуты пищевой пленкой и запечатаны в полиэтиленовые пакеты до испытаний, рисунок 6.Прочность сердцевины на сжатие в соответствии с BS EN 12504-1 [ 17 ] и водопоглощение в соответствии с BS 1881-122 [ 18 ] использовались для оценки долговечности в соответствии с QCS 2014. Для каждого испытания в любом конкретном возрасте три сердечника диаметром 100 мм и высотой 100 мм были испытаны на прочность и диаметром 75 мм и высотой 100 мм на водопоглощение.

Рисунок 6 Удаление керна и герметизация образцов керна.

2.3.2 Испытания грунта и бетона

Высокая концентрация солей в почве может вызвать серьезные проблемы с железобетонными конструкциями.Образцы почвы были отобраны из вынутого материала (известняка) для строительных испытаний и проверены на содержание хлоридов и сульфатов в соответствии с BS 1377-3 [ 19 ] (в настоящее время BS 1377-3: 2018). Были протестированы два образца почвы, взятые на средней глубине вынутого известнякового материала, и были представлены средние значения. Керны также были взяты из испытательных балок после 4 лет пребывания в наземных условиях и подвергнуты петрографическому анализу для оценки любых признаков потенциально вредных реакций ASR и/или сульфатной атаки.

Петрографическое исследование кернов проводилось в соответствии с методами, рекомендованными ASTM C856-18 [ 20 ]. Оценка «избыточной пористости» проводилась в соответствии с BS EN 12504-1 [ 17 ]. Визуальный осмотр кернов использовался для определения наиболее подходящего места для приготовления среднего по площади (45 х 30 мм) тонкого среза, взятого для дальнейшего, более детального микроскопического исследования с использованием различных увеличений до ×630. Тонкие срезы исследовали по-разному, используя проходящее, плоскополяризованное и кросс-поляризованное освещение.Дополнительное исследование в отраженном ультрафиолетовом свете позволило оценить структуру пустот и микропор, наличие трещин и другие важные признаки. Испытания и петрографические исследования были проведены RSK-UK в их лаборатории, аккредитованной UKAS (RSK, 2020).

3. Результаты

3.1 Совокупные свойства и соответствие

Свойства крупного и мелкого заполнителя приведены в Таблице 3 вместе с указанными пределами Строительных спецификаций Катара (QCS 2014).Заполнители из гравия и габбро Вади соответствуют требованиям QCS 2014 для использования в качестве крупного заполнителя в бетоне. Гравий вади имел более высокое содержание мелких частиц (проходя 0,063 мм) и больше чешуйчатых частиц, чем заполнитель габбро, но в пределах максимального указанного предела в 2%. Габбро показал более высокую плотность частиц, более низкое водопоглощение и более высокую устойчивость к истиранию, чем гравий Вади. Оба заполнителя продемонстрировали высокую устойчивость к атмосферным воздействиям, что было определено по результатам проверки прочности, при этом габбро показало более высокую прочность, чем гравий Вади.Требования к растворимым в кислоте хлоридам и сульфатам также были соблюдены, с более высокими значениями для гравийного заполнителя Вади по сравнению с заполнителем габбро.

В таблице 3 также представлены свойства мелкого заполнителя. Промытый песок соответствовал требованиям QCS 2014, за исключением содержания сульфатов. Содержание кислоторастворимого сульфата составило 0,6%, что превышает максимально допустимый предел в 0,4%.

Таблица 3 Свойства мелкого и крупного заполнителей, использованных для испытаний.

Таблица 3 Свойства мелкого и крупного заполнителей, использованных для испытаний.

Свойство

Крупный заполнитель

Мелкий заполнитель

Ограничение контроля качества

Габбро

Гравий Вади

Ограничение контроля качества

Мытый песок

Содержание мелочи (<63 мкм), %

2% Макс.

1.0

1,5

3% Макс.

1,0

Индекс шелушения, %

35% Макс.

7,0

14,0

нет данных

нет данных

Глины комовые и рыхлые, %

2% Макс.

0.15

0,33

2% Макс.

0,42

Легкие штуки, %

0,5% Макс.

0,1

0,2

0,5% Макс.

<0,1

Содержание скорлупы, %

3% Макс.

нет

нет

3% Макс.

нет

Лос-Анджелес, %

30% Макс.

15

27

нет данных

нет данных

Плотность частиц (кажущаяся)

2.0 мин

2,93

2,70

2,0 ​​мин.

2,66

Водопоглощение, %

2% Макс.

0,43

1,08

2,3% Макс.

1,30

Целостность (MgSO 4 ), потеря %

15% Макс.

3

7

15% Макс.

3.1

Кислоторастворимые хлориды, % Cl-

0,04% Макс.

0,01

0,02

006% Макс.

0,02

Кислоторастворимый сульфат, % SO 3

0,3% Макс.

0,1

0.2

0,4% Макс.

0,6

3.2 ASR Щелочной реактивный потенциал гравия в Вади – Лабораторные исследования

3.2.1 Петрографическая экспертиза

Петрографические исследования переработанного гравия Вади выявили пять типов горных пород, которые вместе составляют не менее 95 % гравия Вади. Связанные гипсом отложения (GBD), которые составляли около 20% необработанного гравия Вади [ 9 ], были уменьшены до менее чем 1% за счет интенсивной многоступенчатой ​​обработки.Если исключить ГБД, примерно половина гравия состоит из известняка. Другая половина представляет собой смесь магматических и метаморфических пород; состоящий из кварца (20%), риолита (9%), гранита (8%) и кварцита (7%). В целом, петрографические исследования обработанного гравия Вади показали, что комбинация заполнителей имеет реакционную способность щелочи и кремнезема от «низкой» до «нормальной» в соответствии с рекомендациями Великобритании, приведенными в BS 7943 [ 21 ] и BRE Digest 330 [ 22]. ]. Ни один из исследованных компонентов не может считаться обладающим «высокой» реакционной способностью.

3.2.2 Испытания на расширение

Подробная информация о результатах расширения приведена в другом месте [ 9 ]. Растворы из 100% габбро и 50% гравия Вади показали относительно низкие значения расширения и попали в безвредную категорию ASTM C1260 после 14-дневного погружения (возраст 16 дней). 100%-ный гравийный раствор Вади незначительно соответствовал категории безопасного поведения согласно ASTM C1260. Основное отличие было обнаружено при испытаниях на расширение бетонной призмы.

РИЛЕМ ААР-4.1 испытания бетонной призмы показали, что потенциально может быть вредное расширение со 100% гравийной смесью Вади, но не с 50% гравийной смесью Вади, которая не расширяется и очень похожа на 100% смесь габбро. Испытание бетонной призмы BS 812-123, рис. 7, которое является более репрезентативным для полевых условий, показало, что смеси 100% и 50% гравия Вади не расширяются, несмотря на присутствие в гравии некоторых потенциально расширяющихся типов пород. Таким образом, долгосрочная работа экспериментальных зданий поможет установить, подвержен ли 100% гравийный бетон Вади реакции расширения из-за ASR или других причин.

Рисунок 7 BS 812-123:1999 расширение бетонных призм (с изменениями из Hassan et al., 2020).

3.3 Характеристики бетона при строительных испытаниях

3.3.1 Вариации бетонных партий

Испытания на осадку и прочность на сжатие использовались для оценки разброса партий бетона, доставленных на площадку, и результаты представлены в таблице 4. По прибытии на площадку была установлена ​​целевая осадка не менее 100 мм, чтобы облегчить перекачку и уплотнение бетона. смеси.Значения осадки варьировались от 150 до 220 мм, при этом большинство результатов находились в диапазоне от 180 до 200 мм. Результаты осадки доставленного бетона, как правило, превышали желаемые целевые 100 мм.

Таблица 4 Результаты осадки (мм) и прочности на сжатие (МПа) бетонных партий.

Таблица 4 Результаты осадки (мм) и прочности на сжатие (МПа) бетонных партий.

Бетон

100% габбро

50% гравий Вади

100% гравий Вади

Спад

28д

Спад

28д

Спад

28д

Фундамент

200

53.3

65,3

190

50,9

62,1

180

46,9

57,1

Заземляющие балки

210

40,8

55.9

220

41,9

53,7

200

40,1

50,8

Колонны/балки управления

190

45,4

54,9

200

45.5

51,9

200

43,2

50,8

Плиты крыши

190

48,2

57,6

180

46,6

54,8

150

45.1

53,1

Среднее

 

46,9

58,4

 

46,2

55,6

 

43,8

53,0

CV%

 

11.1

8.1

 

8,0

8.1

 

6,6%

5,6

Кубическая прочность на сжатие через 7 и 28 дней также приведена в Таблице 4. Через 28 дней смеси превысили требуемую прочность бетона С40 и достигли значений, превышающих 50 МПа.Бетон из 100% габбро показал самую высокую прочность 58,4 МПа через 28 дней, а самая низкая 53,0 МПа была получена для бетона из 100% гравия Вади. Фактически, смеси достигли целевого значения C40 через 7 дней в кубических испытаниях со средними значениями 46,9 МПа для 100% габбро, 46,2 для 50% гравия Вади и несколько более низким средним значением 43,8 МПа для 100% гравия Вади. . Разброс результатов прочности на сжатие для разных партий колеблется от 6% до 11%, что указывает на хорошее качество производства бетона.

3.3.2 Содержание влаги и соли

Во время строительства образцы грунта из выкопанного материала были отобраны и проверены на содержание хлоридов и сульфатов в соответствии с BS 1377-3 [ 19 ]. Для земляных работ, связанных со зданиями, QCS 2014 устанавливает максимальные значения кислоторастворимого хлорида, не превышающие 2%, и 3% для кислоторастворимого сульфата. Тестирование почвы показало содержание сульфатов 2,58%, что является относительно высоким, но в пределах максимально допустимого уровня. Гораздо более низкое содержание хлорида 0.04% было измерено в окружающей почве. Бетонные ядра были извлечены через 4 года из испытательных балок. Керны были проверены на плотность во влажном состоянии, содержание влаги, содержание хлоридов и сульфатов, и результаты представлены в таблице 5.

Таблица 5 Плотность, влажность и содержание солей в возрасте 4 лет.

Таблица 5 Плотность, содержание влаги и содержание солей через 4 года.

Материал

100% габбро

50% гравий Вади

100% гравий Вади

Плотность, кг/м 3

2347

2310

2250

Влажность, %

3.7

3,8

3,3

Кислоторастворимые хлориды, % Cl-

0,01

0,01

0,01

Кислоторастворимый сульфат, % SO 3

0,61

0,83

1.12

Заполнитель габбро с его высокой плотностью частиц дает самую высокую плотность бетона 2347 кг/м 3 . Замена габбро 100% гравием Вади снизила плотность бетона до 2250 кг/м 3 . Бетон с 50% гравия Wadi дал промежуточное значение 2310 кг/м 3 . Содержание влаги варьировалось от 3,3% до 3,8% для различных бетонных смесей. Измеренные количества кислоторастворимого хлорида были одинаковыми и незначительными.Содержание сульфатов было намного выше, с самым высоким значением 1,12% для 100% гравия Вади и самым низким 0,61% для 100% габбро.

3.3.3 Прочность бетона и гигроскопичность

Из испытательных балок было взято

сердечников через 28 дней, один год и четыре года. Результаты прочности на сжатие сердцевины представлены графически на Рисунке 8. Было испытано по три сердцевины для каждого здания и возраста, а коэффициент вариации варьировался от 3,0 % до 10,6 %. Диапазон отклонений считается низким, учитывая худшую воспроизводимость прочности сердечника по сравнению со стандартными литыми образцами [ 17 ].Как и в исходных кубических результатах, все смеси достигли целевой прочности C40. Бетон из 100% габбро продемонстрировал самую высокую прочность 45,2 МПа, с несколько более низкими средними значениями 41,7 МПа и 41,3 МПа для бетонов с 50% и 100% гравия Вади соответственно. Развитие прочности продолжалось с возрастом до 4 лет эксплуатации и достигло 57,6 МПа, 53,1 МПа и 52,2 МПа для 100% габбро, 50% гравия Вади и 100% гравия Вади, соответственно.

Рисунок 8 Прочность на сжатие сердцевины бетонных смесей из гравия и габбро Вади.

Результаты водопоглощения представлены на рисунке 9. Все смеси показали низкие значения пористости в пределах от 1% до 2% в разном возрасте до 4 лет эксплуатации. Результаты поглощения ниже рекомендованного в QCS 2014 диапазона от 2% до 4% для прочного бетона. Результаты поглощения следовали той же тенденции, что и результаты прочности, с немного более низкими результатами поглощения габбробетона по сравнению с гравийным бетоном Wadi через 28 дней и через 4 года.Через 1 год значения были практически одинаковыми для всех трех смесей.

Рисунок 9 Водопоглощение сердцевины гравийных и габбробетонных смесей Вади.

3.3.4 Петрографическое исследование бетонных стержней через 4 года

Керны, извлеченные из тестовых балок через 4 года, были исследованы петрографически для оценки любых признаков ASR. Этот анализ основан на опыте петрографа и сравнении с известными параметрами конструкционного бетона.В следующем разделе просто обобщаются конкретные результаты петрографических испытаний (Таблица 6), с особым акцентом на ASR.

Таблица 6 Резюме петрографического исследования бетонных стержней через 4 года.

Таблица 6 Резюме петрографического исследования бетонных стержней через 4 года.

Параметр

100% габбро

50% гравий Вади

100% гравий Вади

Качество смеси

Хорошее уплотнение

Хорошее уплотнение

Хорошее уплотнение

Объем воздуха, %

2.0–3,0

2,0–3,0

3,0–4,0

АСР

Нет доказательств

Нет доказательств

Нет доказательств

Крекинг/микротрещины

Нет доказательств

Нет доказательств

Нет доказательств

Депозиты

Следы эттрингита

Следы эттрингита

Следы эттрингита

Во всех смесях стержни представляют собой плотный, хорошо уплотненный бетон (рис. 10) с равномерно распределенными воздушными пустотами и без значительных трещин или значительных уровней вторичных отложений.Эти наблюдения указывают на отсутствие значительного ухудшения состояния и/или повреждения внутри или различий в поведении между бетоном, в котором используется гравий Вади, и бетоном, содержащим импортированный габбро.

Рисунок 10 Микроскопические изображения габбро (слева) и риолита (справа) в 50% гравийном бетоне Вади.

Петрографическое исследование позволяет оценить признаки ASR путем наблюдения за любыми диагностическими признаками, присутствующими в керне. К ним относятся места или продукты реакции ASR, такие как силикагель, и свидетельства любых микротрещин, связанных с поверхностями раздела агрегат-связующее.Ни одна из этих особенностей не наблюдалась ни в кернах, ни в наблюдаемых тонких срезах, что позволяет сделать вывод о том, что ни в одном из кернов не наблюдалось наблюдаемого ASR. Отсутствие вредных реакций можно увидеть на Рисунке 11, Рисунке 12, Рисунке 13 и Рисунке 14, где микро/скрытокристаллический кремнезем в риолите (Рисунок 10 и Рисунок 13) и кварците (Рисунок 12 и Рисунок 14) не имеют участков ASR или сопутствующий силикагель.

Рисунок 11 Гранитная порода – 50% гравия Вади.

Рисунок 12 Кварцитовая порода – 50% гравия Вади.

Рисунок 13 Риолитовая порода – 50% гравия Вади.

Рисунок 14 Кварцитовый камень – 100% гравий Вади.

Все смеси показали однородную портландцементную матрицу без существенных признаков изменения. Все бетоны выглядели в целом прочными, лишь с незначительными признаками выщелачивания, ремобилизующего сульфат, что привело к образованию вторичных отложений эттрингита (рис. 15), которые были слишком ограничены, чтобы свидетельствовать о разрушительном воздействии сульфата.Петрографическое исследование через 4 года подтверждает вывод BS 812-123 о низкой реакционной способности гравия Вади по щелочи и кремнезему.

Рисунок 15 Небольшая воздушная полость, облицованная эттрингитом в 100%-м габбро-бетоне (показана стрелкой).

4. Обсуждение

Использование гравия Вади в Катаре по-прежнему довольно ограничено, в основном из-за предполагаемого риска реактивности щелочных агрегатов (AAR) и сульфатного воздействия, а также отсутствия данных о долгосрочных характеристиках, чтобы обеспечить уверенность в использовании.

Были проведены петрографические исследования затвердевших бетонных смесей после 4 лет эксплуатации для оценки потенциального ASR и выяснения различных характеристик расширения для различных испытаний бетона призмой. Результаты показали прочный бетон без наблюдаемого растрескивания или микротрещин, а также признаков повреждения или ухудшения состояния в результате ASR или воздействия сульфатов. 4-летние петрографические результаты затвердевшего бетона подтверждают результаты, полученные в результате испытания на расширение BS 812-123, и указывают на то, что гравий Вади может быть классифицирован как нерасширяющийся заполнитель.Основываясь на результатах, полученных в этом исследовании, метод BS 812-123 считается в конечном итоге более репрезентативным для практических результатов, чем ускоренный метод RILEM AAR-4.1.

Пробные здания периодически осматривались визуально до 4 лет эксплуатации. Три здания в целом выглядели одинаково, без явных различий между ними (рис. 16). Климат в Катаре, как правило, жаркий и влажный летом, с некоторыми сильными штормами и проливными дождями зимой. Несмотря на эти суровые погодные условия, здания остались в хорошем состоянии, без видимых признаков износа.Видимых структурных повреждений нет, рис. 16.

Рисунок 16 Пробные постройки через 4 года после постройки: слева контрольный (100%) габбро; 50 % гравия Вади в центре; 100% гравий Вади справа.

Образцы керна были получены из испытательных балок, хранящихся за строительными испытаниями. Прочность ядра достигла целевого уровня бетона С40 через 28 дней. Развитие прочности продолжалось при наличии влаги в пористой структуре бетона, что подтверждается результатами определения влажности.Результаты водопоглощения были ниже 2% для разных смесей во всех испытуемых возрастах до 4 лет. QCS 2014 рекомендует водопоглощение в диапазоне 2-4% как показатель долговечности бетона. Результаты абсорбции, полученные в этом исследовании для заполнителей из гравия и габбро Вади, были ниже рекомендованного минимального уровня, и, следовательно, можно было ожидать, что они обеспечат высокую устойчивость к проникновению вредных веществ в бетон.

Пробные балки подверглись воздействию самой агрессивной среды за время испытаний.Они были частично захоронены в почве с относительно высоким содержанием сульфатов, а также подвергались воздействию суточных тепловых циклов на поверхности. Пробные балки также подвергались большему риску износа из-за периодического воздействия влаги в почве в дождливые периоды. На этом внутреннем участке уровень грунтовых вод находится значительно ниже поверхности, но в прибрежных районах бетон фундамента также будет подвергаться потенциальному капиллярному подъему солей из грунтовых вод. Доступность влаги и тепла потенциально может ускорить механизмы ухудшения сульфатной атаки и ASR.Структура с плотными порами и низкие значения абсорбции способствовали снижению риска сульфатного воздействия на бетон.

Относительно высокое содержание сульфатов во всех смесях может быть связано с промытым песком, который содержал высокие уровни содержания сульфатов 0,6% и превышал максимально допустимый предел в QCS 2014. Гравийный заполнитель Вади также внес свой вклад в общее содержание сульфатов. из бетона. В то время как гравий Вади соответствовал требованиям QS 2014 по содержанию сульфатов, его ценность была вдвое выше, чем у заполнителя габбро (таблица 2).Таким образом, следует ожидать тенденцию увеличения содержания сульфатов при более высоком содержании гравия Вади в бетонной смеси. При самом высоком уровне гравия Вади (100%) общее содержание растворимых в кислоте сульфатов составило 1,12%; однако это не вызвало растрескивания бетонной матрицы. Петрографическое исследование затвердевшего бетона через 4 года выявило только следы белых сульфатных отложений (эттрингита), выстилающих воздушные пустоты бетона, без каких-либо других повреждений или повреждений из-за воздействия сульфатов.Текущие испытания запланированы для строительных испытаний и частично заглубленных балок для оценки долгосрочных характеристик и корреляции с лабораторными ускоренными испытаниями.

Гравий

Wadi предлагает качественный заполнитель для использования в бетоне и доступен в Катаре и других частях региона Персидского залива. Когда материал обрабатывается должным образом в соответствии с требованиями QCS 2014, особенно по содержанию сульфатов, он может заменить до 100% импортного габбро в конструкционных бетонных применениях.Это имеет важные последствия для использования гравия Вади в бетоне, так как проще и дешевле производить бетон с одним заполнителем, а не из смеси двух или более типов заполнителя, например, смеси 50:50 с габбро, используемой в бетоне. эта учеба. Испытания на месте после 4 лет эксплуатации показали такие же характеристики, как и у обычного бетона из габбро. Результаты, полученные в этом исследовании, также подтверждают вывод о том, что тест BS 812-123 для гравия Вади классифицируется как имеющий низкую реакционную способность по отношению к AAR, и подтверждают, что тест BS 812-123 более репрезентативен для поведения бетона в поле, чем RILEM AAR 4.1 испытание бетонной призмой или испытание растворным стержнем ASTM C1260.

5. Выводы

В документе представлены результаты эксплуатации бетона, изготовленного с использованием гравийного заполнителя Wadi, в течение 4 лет, и он основан на исходных данных, представленных для лабораторных испытаний, и эксплуатационных характеристиках в течение 1 года, когда гравий Wadi используется для замены 50% и 100% обычный габбро в конструкционном бетоне. Интенсивная многоступенчатая обработка гравия Вади позволила успешно получить податливый заполнитель и снизить содержание сульфатов до приемлемого уровня для использования в конструкционных и неконструкционных бетонах.

Лабораторные исследования для оценки потенциальной AAR гравия Вади проводились на разных этапах. Для методов с бетонными призмами гравий Вади был классифицирован как потенциально реактивный в тесте RILEM AAR-4.1 и как низкореактивный в тесте BS 812-123. Интерпретация BS 812-123 была подтверждена петрографическим исследованием затвердевшего бетона через 4 года эксплуатации, поскольку в гравийном бетоне Вади не было обнаружено признаков AAR или растрескивания.

Три полномасштабных испытательных здания продемонстрировали, что гравий Вади может использоваться для замены 50% и 100% импортного габбро, по крайней мере, с такими же характеристиками, как и у 100%-го габбро-бетона.Гравий Вади был легко использован на заводе по производству товарного бетона для производства конструкционного бетона жарким летом в Катаре, а также с желаемым температурным контролем и удобоукладываемостью. При том же водоцементном соотношении гравийный бетон Wadi требует меньшей дозировки суперпластификатора для достижения той же удобоукладываемости, что и габбробетон. Целевая прочность бетона С40 на сжатие была достигнута через 28 дней с постоянным набором прочности более 50 МПа через 4 года и водопоглощением ниже 2%.

Испытательные балки, используемые для оценки эксплуатационных характеристик гравийного бетона Wadi, в ходе испытаний подвергались воздействию наиболее агрессивной среды. Они были частично погребены и окружены почвой с относительно высоким содержанием сульфатов и подвергались воздействию тепловых циклов на поверхности и потенциальной влажности в периоды дождей и капиллярного подъема. Несмотря на агрессивное воздействие окружающей среды, гравийный бетон Wadi продемонстрировал хорошие характеристики, аналогичные характеристикам габбро-бетона, без наблюдаемых трещин или дефектов на зданиях, а также без признаков разрушения или разрушения от ASR или воздействия сульфатов в микроструктуре бетона.

Важно подчеркнуть, что если гравий Вади используется в качестве заполнителя в бетоне, он должен производиться в соответствии с системой контроля качества, которая гарантирует, что он подвергается строгой обработке для удаления материала, связанного с гипсом, и снижения содержания сульфатов до приемлемого уровня. как описано в Hassan et al. [ 7 ]. Если избыточное количество связанных с гипсом отложений каким-либо образом включено в бетон, возникающие в результате реакции расширения, вероятно, приведут к получению бетона низкого качества, который быстро испортится и нанесет дурную славу материалу.

На основании результатов этой работы гравий Вади в настоящее время разрешен для использования в конструкционном и неконструкционном бетоне на уровне до 100% крупного заполнителя в Руководстве по переработке Ашхала 2021 [ 23 ]. Управление общественных работ (Ашгал) также требует, чтобы заполнитель обрабатывался в соответствии с методами, изложенными в Hassan et al. [ 7 ] или аналогичный и соответствует требованиям строительных спецификаций Катара. Дальнейший мониторинг пробных зданий будет проводиться для подтверждения долгосрочного поведения гравийно-бетонных смесей Вади.

Благодарности

Авторы выражают благодарность Министерству муниципалитета Катара и Управлению общественных работ за их конструктивную поддержку и распространение результатов.

Вклад авторов

Халед Хассан: Строительство и тестирование площадки; Итоги выступления и обсуждение; Написание оригинального проекта. Ян Симс: Концепция и методология исследования ASR; Обзор результатов и правок рукописи. Мюррей Рид: Геология Катара; Свойства гравийного заполнителя Wadi; Пишем и редактируем.Алекс Смит: Надзор за петрографическими испытаниями и испытаниями на расширение; Анализ данных; Написание и редактирование. Мохаммед Аль-Кувари: Координация работы сайта, рецензирование рукописи.

Финансирование

Работа по 4-летнему исследованию финансировалась Национальным исследовательским фондом Катара, Национальная программа приоритетных исследований, проект №. НПРП7–795–2–296.

Конкурирующие интересы

Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

 

Каталожные номера
  1. Управление планирования и статистики.Qatar National Vision 2030 [Интернет]. Доха: Правительство Государства Катар, Управление планирования и статистики; 2008. Доступно по адресу: https://www.psa.gov.qa/en/qnv1/pages/default.aspx.
  2. Фукс П.Г. Бетон на Ближнем Востоке: прошлое, настоящее и будущее: краткий обзор. Конкретный. 1993 год; 27: 14-20.
  3. Фукс П.Г., Ли Э.М.Инженерная геология бетона в жарких засушливых районах. Q J Eng Геол Гидрогеол. 2019; 52: 257-279. [Перекрестная ссылка]
  4. Уокер МДж. Жаркие пустыни: Инженерия, геология и геоморфология. Лондон: Геологическое общество; 2012.
  5. Леблан Дж. Путеводитель по поиску окаменелостей в третичных образованиях Катара, Ближний Восток.1-е изд. [Интернет]. 2008. Доступно с. https://www.researchgate.net/publication/280042253_A_fossil_hunting_guide_to_the_Tertiary_formations_of_Qatar_2008.
  6. Хасан К.Е., Рейд Дж.М., М.С. Аль-Кувари. Использование переработанных и вторичных заполнителей в Катаре: Руководящий документ. Кроуторн: TRL Ltd; 2015 г.; ППР736.
  7. Хассан К., Рейд М., Симс И., бин Саиф Аль-Кувари М., Аттиа М., Сидик А. и др.Гравий Вади – новый бетонный заполнитель в Катаре: Часть 1 – исследование, обработка и испытания. Q J Eng Геол Гидрогеол. 2020; 53: 386-399. [Перекрестная ссылка]
  8. Стандарты Катара. Катарские строительные спецификации [Интернет]. Доха: Министерство муниципалитета и окружающей среды; 2014. Доступно по адресу: http://www.mme.gov.qa/cui/view.dox?id=1441&contentID=3815&siteID=2.
  9. Симс И., Хассан К., Рид М., бин Саиф Аль-Кувари М., Аттиа М., Сидик А. и др.Гравий Вади — новый бетонный заполнитель в Катаре: Часть 2 — Реактивность щелочного заполнителя. Q J Eng Геол Гидрогеол. 2020; 53: 400-412. [Перекрестная ссылка]
  10. Британские стандарты. Состав цемента, технические характеристики и критерии соответствия обычных цементов. Лондон: BSI; 2011 г.; БС ЕН 197-1: 2011.
  11. Британские стандарты.Тестирование свежего бетона. Испытание на сползание. Лондон: BSI; 2019; БС ЕН 12350-2: 2019.
  12. Британские стандарты. Тестовые агрегаты. Метод качественного и количественного петрографического исследования агрегатов. Лондон: BSI; 1994 год; БС 812-104: 1994.
  13. АСТМ Интернэшнл.Стандартный метод испытаний на потенциальную щелочную реакционную способность заполнителей (метод строительного раствора). Западный Коншохокен: ASTM International; 2014; АСТМ С1260-14.
  14. РИЛЕМ. Рекомендуемый метод испытаний для определения потенциальной щелочной реакционной способности – метод испытаний при 60 °C для комбинаций заполнителей с использованием бетонных призм. Париж: РИЛЕМ; 2015 г.; РИЛЕМ ААР-4.1: 2015.
  15. Британские стандарты.Метод определения щелочно-кремнеземной реакционной способности бетона призматическим методом. Лондон: BSI; 1999 г.; БС 812-123: 1999.
  16. Британские стандарты. Испытание затвердевшего бетона. Прочность образцов на сжатие. Лондон: BSI; 2019; БС ЕН 12390-3: 2019.
  17. Британские стандарты.Испытание бетона в конструкциях. Образцы с сердечником. Взятие, осмотр и испытание на сжатие. Лондон: BSI; 2019; БС ЕН 12504-1: 2019.
  18. Британские стандарты. Тестирование бетона. Метод определения водопоглощения. Лондон: BSI; 2011 г.; БС 1881-122:2011.
  19. Британские стандарты.Методы испытаний грунтов строительного назначения. Химические и электрохимические испытания. Лондон: BSI; 1990 г.; BS 1377-3: 1990.
  20. АСТМ Интернэшнл. Стандартная практика петрографического исследования затвердевшего бетона. Западный Коншохокен: ASTM International; 2018; ASTM C856-18.
  21. Британские стандарты.Руководство по интерпретации петрографических исследований на щелочно-кремнеземную реакционную способность. Лондон: BSI; Лондон; 1999 г.; BS 7943: 1999.
  22. БРЭ. Щелочно-кремнеземная реакция в бетоне. Уотфорд: Строительный исследовательский центр; 2004 г.; Дайджест BRE 330: 2004.
  23. Ашхалский центр исследований и разработок.Руководство по утилизации Ашгал. Доха: Управление общественных работ Ашгала; 2021.

Зачем ты собираешь ресурсы для шоссе?

по Ричард С. Майнингер и Стивен Дж. Стоковски

На недавнем семинаре эксперты обсудили проблемы истощения источников и проблемы будущих поставок, связанных с этим важнейшим строительным материалом.

 

Устойчивые источники заполнителей, такие как этот карьер и завод заполнителей, расположенный недалеко от региона роста в Северной Вирджинии, а также опасения по поводу будущих поставок песка, гравия и других строительных материалов для шоссе были в центре внимания недавнего семинара TRB.

 

Песок, гравий, щебень и, все чаще, промышленные побочные продукты и регенерированные строительные материалы в буквальном смысле являются основой транспортной инфраструктуры страны.Эти материалы, которые в совокупности называются заполнителями, необходимы для строительства, сохранения и восстановления дорог и мостов. Заполнители влияют на долговечность, прочность, модуль упругости, термические свойства и все важные, связанные с безопасностью свойства поверхностей движения: трение и сцепление.

Щебень и гравийный щебень являются основными источниками большинства заполнителей для дорожного покрытия. Их угловатые формы хорошо работают в приложениях, где трение между частицами увеличивает прочность дорожного покрытия, например, в гранулированных основаниях и слоях асфальта.Для портландцементного бетона также широко используются природный песок, гравий и щебень в покрытиях и сооружениях. Природный песок, как мелкий заполнитель для бетона, закрепился в спецификациях дорожных агентств, потому что его округлая форма способствует удобоукладываемости бетона. Использование измельченных, угловатых и промышленных мелких заполнителей в бетоне, строительном растворе и цементном растворе более сложно, но в некоторых областях может быть необходимо.

Чтобы быть полезными для дорожных агентств, в первую очередь заполнители должны быть достаточного качества, чтобы удовлетворить как первоначальные проектные потребности, так и долгосрочные цели жизненного цикла.Лица, принимающие решения в отрасли, регулярно рассматривают альтернативные смеси, переработанные источники и сорта, а также другие заполнители, указанные для проектов. Разработка спецификаций, которые позволяют больше смешивать для достижения целей производительности, может помочь сохранить заполнители премиум-класса для критически важных применений.

Обеспечение устойчивых поставок заполнителей требует заблаговременного планирования и балансировки сложной матрицы инженерных, географических и геологических переменных и интересов сообщества. Совокупные ресурсы, будь то карьеры, ямы, переработанные материалы или побочные продукты производства, более устойчивы, если они расположены рядом с проектами.Однако во многих случаях материалы должны доставляться грузовиками на проектные площадки из отдаленных мест.

«Автодорожная отрасль и общественность должны быть более осведомлены о важности агрегатов для местной экономики и региональной транспортной инфраструктуры», — говорит Хорхе Э. Паган-Ортис, директор Управления исследований и развития инфраструктуры Федерального управления автомобильных дорог (FHWA). . «Знание местонахождения текущих и потенциальных будущих источников заполнителей важно для стратегического планирования и защиты ресурсов.»

Зная больше о местных ресурсах, чиновники могут планировать и проектировать проекты автомагистралей, чтобы оптимизировать использование различных типов местных природных и переработанных заполнителей. Использование доступных на месте заполнителей снижает транспортные расходы и энергию, затрачиваемую на перемещение этих тяжелых сыпучих материалов. Оптимальное использование местных заполнителей также снижает интенсивность движения грузовиков и количество осевых нагрузок на систему автомагистралей. Более того, сообщества могут добывать высококачественные заполнители, прежде чем использовать землю для других целей, таких как озера, парки или новые застройки.Тем не менее, предварительное планирование, а также экологические и ландшафтные архитектурные соображения имеют решающее значение для мелиорации и освоения совокупных земель.

В январе 2011 года на 90 -м ежегодном заседании Совета по транспортным исследованиям (TRB) эксперты из США и Европы собрались на семинар на тему «Совокупное истощение источников и будущее предложение». Представители FHWA, Геологической службы США (USGS), государственных департаментов транспорта (DOT), промышленности и научных кругов обсудили будущее устойчивых источников минеральных агрегатов и связанные с этим проблемы, стоящие перед многими штатами и транспортными агентствами.Ниже приведены основные моменты их выступлений.

Совокупные потребности в автомагистралях и сооружениях

Как по объему, так и по тоннажу заполнители превосходят все другие материалы, используемые в построенной инфраструктуре дорог и мостов. Как определено ASTM International в ASTM D 8-02, заполнитель представляет собой «гранулированный материал минерального состава, такой как песок, гравий, ракушка, шлак или щебень, используемый с вяжущей средой для образования строительных растворов или бетона, или отдельно, как в базовых слоях, железнодорожных балластах и ​​т. д.»

Циркуляр Геологической службы США 1176  Заполнители из природных и переработанных источников: экономическая оценка применения в строительстве — анализ потока материалов (1998) уточняет определение следующим образом: измельчают и смешивают со вяжущим веществом для образования битумного или цементного бетона или обрабатывают отдельно для образования таких продуктов, как железнодорожный балласт, фильтрующие слои или флюсовый материал». Обработанные и необработанные заполнители также используются для местных гравийных дорог или других дорог с заполнителем, проездов и парковок.

Как правило, природные заполнители добывают в каменоломнях, а также в песчано-гравийных карьерах. Однако агентства все чаще используют переработанные, регенерированные и альтернативные материалы из побочных продуктов, такие как доменный и сталелитейный шлак, другие побочные продукты горнодобывающей промышленности или производства, а также регенерированное асфальтовое покрытие и переработанный бетонный заполнитель. Однако эти альтернативные материалы в настоящее время покрывают лишь небольшую часть общих совокупных потребностей автомагистралей. Опрос инженеров-материаловедов штата DOT, проведенный в 2010 году подкомитетом по материалам Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO), выявил использование регенерированного асфальтового покрытия (в асфальтовых смесях) и использование переработанного бетонного заполнителя (в основном в приложениях для основания) в большинство штатов.

 

Здесь показаны примеры природных заполнителей, используемых в строительстве: (а) природный гравий, часто используемый в качестве крупного заполнителя в бетоне, (б) крупный заполнитель из щебня, обычно используемый в асфальтовых смесях для мощения и бетона, и (в) уплотненный щебень. слой, используемый в качестве гранулированного основного материала.

 

Согласно отчетам Геологической службы США, производство и использование заполнителей в США сократились во время экономического спада в 2008-2010 гг. Однако спрос на все типы и виды использования заполнителей в 2007 и 2008 годах был порядка 2.от 5 до 3 миллиардов тонн (от 2,2 до 2,7 метрических тонн) в год и может вернуться к этому уровню, когда объемы строительства вернутся. Билл Лангер, геолог-исследователь агрегатов Геологической службы США, который выступил с двумя презентациями на семинаре TRB, говорит, что для удовлетворения заявленных текущих и будущих потребностей в инфраструктуре может потребоваться увеличение годового совокупного производства на 70 процентов в течение 5-летнего периода. если ремонт инфраструктуры начат всерьез. Далее, добавляет он, «природный заполнитель широко распространен на территории Соединенных Штатов, но местонахождение заполнителя определяется геологией и не подлежит обсуждению.»

 

На этой карте показано общее расположение совокупных ресурсов на граничащих с США территориях.

 

В некоторых регионах геологически доступны месторождения песка, гравия и горных пород, пригодных для производства щебня, если вообще имеются. Например, природного заполнителя не хватает на Прибрежной равнине и в заливе Миссисипи, на плато Колорадо и в бассейне Вайоминга, на покрытом льдом Среднем Западе, Высоких равнинах и на не покрытых льдом Северных равнинах. Кроме того, многие источники заполнителя в других регионах, например в некоторых частях Тихоокеанского северо-запада, не отвечают требованиям по физическим свойствам и долговечности или содержат загрязняющие вещества или вредные материалы, которые ограничивают использование.

Оценочное совокупное использование в США (в миллионах тонн)

В других регионах разработка или действия сообщества могут препятствовать добыче ресурсов. В населенных районах вмешательство в конфликтующие виды землепользования, давление сообщества, условия выдачи разрешений, экологические проблемы и противодействие со стороны растущего числа интернет-групп по борьбе с добычей полезных ископаемых препятствуют или ограничивают разработку многих подходящих ресурсов.

Проблема ограниченного предложения становится особенно острой в случае фрикционных заполнителей, необходимых для изнашиваемых поверхностей тротуаров и мостов, для которых требуются заполнители с твердыми минералами, которые не будут легко стираться или полироваться в условиях движения.Во многих частях страны, где преобладающим заполнителем является известняк, устойчивые к полировке материалы необходимо транспортировать на большие расстояния и с повышенными затратами. По мере того, как государственные DOT продолжают усилия по повышению безопасности на сельских и двухполосных дорогах, все большее значение приобретают более качественные заполнители или смеси с хорошим коэффициентом трения для покрытий. Для мультитекстурной поверхности можно использовать смеси прочных заполнителей с разной износостойкостью.

Использование переработанных материалов

FHWA оценивает U.Потребность транспортной отрасли С. в заполнителях для дорожных покрытий составляет около 700 млн тонн (630 млн метрических тонн) в год. Согласно презентации 2009 года Питера Стефаноса, директора Управления технологий дорожного покрытия FHWA, существует огромная потребность в сокращении спроса на первичные минеральные ресурсы в системе автомобильных дорог страны, и один из способов сделать это — переработка.

Как сообщается в исследовании FHWA Регенерированное асфальтовое покрытие в асфальтовых смесях: состояние практики (FHWA-HRT-11-021), по состоянию на 2007 г. в дорожной отрасли использовалось до 100 миллионов тонн (91 миллион метрических тонн). ) восстановленного асфальтового покрытия.Аналогичным образом, Американская ассоциация производителей бетонных покрытий (ACPA) в своем Engineering Bulletin (EB043P) за 2009 г. оценивает, что строительная отрасль использует еще 100 миллионов тонн (91 миллион метрических тонн) вторичного бетонного заполнителя и других измельченных и битых бетонных материалов в расчете на год. По оценкам Ассоциации по переработке строительных материалов (CMRA), еще большее количество дробленого или битого бетона ежегодно перерабатывается для различных целей и продуктов (включая заполнители).В частности, ассоциация указывает на использование заполнителей из переработанного бетона в заполнителях (основаниях дорог), товарных бетонных смесях, асфальтовых покрытиях, стабилизации грунта, укладке труб и ландшафтных материалах.

Тип агрегата

2007

2008

2009

Песок и гравий

1 380

1 170

921

Щебень

1 820

1 610

1 290

Регенерированное асфальтовое покрытие*

11

16

18

Переработанный бетонный заполнитель*

11

17

14

Сумма свыше

3 222

2 813

2 243

Песок и гравий, импортированные в США

5

6

3

Щебень, импортированный в США

21

23

13

Сумма свыше

3 248

2 842

2 259

Источник: Геологическая служба США.* Преобразовано из метрических тонн и представлено в виде трех или менее знаков без десятичных знаков. Оценки USGS на 2010 год примерно такие же или чуть меньше, чем на 2009 год: 909 млн тонн песка и гравия и 1 320 млн тонн щебня. Обратите внимание, что эти данные по регенерированному асфальтовому покрытию и переработанному бетонному заполнителю соответствуют сообщениям Геологической службы США и, вероятно, являются чрезвычайно низкими, отчасти из-за ограниченной информации исследований. Автодорожная промышленность (ACPA, CMRA, FHWA и Национальная ассоциация асфальтовых покрытий) оценила количество восстановленного и переработанного асфальта и бетонных материалов, используемых в строительстве, примерно в 100 миллионов тонн каждого.Действия по повторному использованию включают использование подрядчиком или силами технического обслуживания на том же или близлежащем объекте материалов для основания или обочины, или использование в качестве выбранного материала, где требуется укрепление или модификация земляного полотна.

Указать точное количество сложно, потому что переработанные и восстановленные материалы часто повторно используются в одном и том же проекте. Оценки переработанных и восстановленных материалов Геологической службы США основаны на количествах, хранящихся и продаваемых для использования в других местах, только производителями или подрядчиками, которые ответили на его ежегодный опрос, поэтому истинный объем используемых переработанных материалов, вероятно, намного выше.Фактически, на вопросник ответили лишь около трети опрошенных строительных компаний и переработчиков щебня. В настоящее время Геологическая служба США ежегодно проводит опрос этих компаний, производящих переработанные материалы, и работает над улучшением сбора данных об использовании регенерированного асфальтового покрытия и регенерированного бетонного заполнителя.

Усилия штатов по обеспечению устойчивого развития

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что совокупное использование вторичного сырья на уровне штатов растет. Журнал Public Works сообщает в своем выпуске за март 2011 года, что Министерство транспорта Техаса (TxDOT) увеличило использование восстановленного асфальтового покрытия с 467 000 тонн (424 000 метрических тонн) в 2008 году до 827 000 тонн (750 000 метрических тонн) в 2010 году.Несмотря на это значительное увеличение, восстановленные заполнители по-прежнему удовлетворяют лишь небольшой процент потребностей TxDOT.

Программа устойчивого развития материалов Департамента транспорта штата Орегон (ODOT) направлена ​​на сокращение, повторное использование, переработку и «упреждающее управление всеми земляными материалами, необходимыми и/или произведенными в результате строительных и ремонтных работ ODOT». Цель программы состоит в том, чтобы определить и удовлетворить потребности отдела в источниках материалов и утилизации путем идентификации и управления объектами, стратегического планирования, а также утилизации и утилизации избыточных или отходов материалов от одного проекта к другому.

По словам Рассела Фроста, координатора по совокупным ресурсам в ODOT по всему штату, в 2009 году в рамках программы строительства мостов Департамента было повторно использовано или переработано более 21 000 тонн (19 000 метрических тонн) чистой засыпки, 40 000 тонн (36 000 метрических тонн) бетона и 44 000 тонн (36 000 метрических тонн) бетона. 40 000 метрических тонн) асфальтобетонных материалов.

Орегон, как и ряд других штатов и агентств, изучил свои совокупные ресурсы и отложил часть этих запасов для использования в будущем, чтобы защитить их от конкурирующих видов землепользования.В 2002 году штат подготовил отчет в сотрудничестве с FHWA, Совокупное исследование инвентаризации ресурсов и прогноза потребностей (FHWA-OR-RD-03-03), основанный на цели планирования штата Орегон по защите природных ресурсов и сохранению живописных и исторических районов и открытию пространства. В отчете объясняется, как ODOT может оценивать участки, производящие заполнители, и инициировать действия по землепользованию для сохранения и защиты значительных участков. Орегон также поддерживает базу данных Сводной системы исходной информации, размещенную на его сайте внутренней сети.База данных является основным инструментом, который ODOT использует для управления почти 700 источниками материалов по всему штату.

 

Этот асфальтный завод расположен в месте добычи песка и гравия, где готовится склад регенерированного асфальтового покрытия для смешивания и переработки в асфальтовые смеси.

 

В этом карьере в Харрисонбурге, штат Вирджиния, переработанный щебень складируется для использования или дальнейшего дробления и сортировки для получения заполнителей меньшего размера для использования в строительстве.

 

Другие штаты, такие как Аляска, Калифорния, Мэриленд и шесть штатов Новой Англии, также провели исследования или приняли законодательство в отношении совокупных ресурсов.В Калифорнии, например, в 1975 году был принят Закон о добыче полезных ископаемых и мелиорации, требующий от округов наличия достаточных разрешенных совокупных ресурсов для удовлетворения спроса на следующие 50 лет. Кроме того, в большинстве штатов требуются планы рекультивации и повторного использования участков после извлечения разрешенных совокупных ресурсов. В некоторых случаях государственное или местное агентство принимает землю для общественных целей, таких как дороги, парковые насаждения, водохранилища или сооружения для пополнения запасов подземных вод.

Программа управления запасами материалов штата Аляска

По словам Дэвида Стэнли, главного инженера-геолога Департамента транспорта и общественных сооружений Аляски, и Питера Хардкасла, старшего инженера-геолога R&M Consultants, Inc., Аляска разрабатывает программу управления участками с материалами в рамках управления геотехническими активами. Геотехнические активы включают участки материалов и другие объекты, требующие мониторинга, такие как откосы горных пород и грунта, сетка камнепадов, анкеры и анкеры, насыпи и основания дорожного покрытия, подпорные стены, фундаменты, туннели и геотехнические инструменты. Проект включает в себя оценку запасов и условий на площадке, руководствуясь принципами управления транспортными активами. Стэнли говорит, что в трех регионах штата — северном, центральном и юго-восточном — имеется около 2800 участков дорожной сети, из которых около одной трети являются действующими.Еще около 250 материальных объектов расположены в сельских аэропортах и ​​до сих пор не инвентаризированы.

Аляска сталкивается с рядом проблем, связанных с ее совокупным предложением, включая ограниченные транспортные системы для доставки материалов, места хранения материалов, переоборудованные для других целей, а также проблемы с полосой отвода и землепользованием. Программа будет включать в себя разработку доступной для поиска базы данных участков с материалами, обзор доступных источников гравия и обоснование регулирующим органам необходимости получения и удержания участков.В конечном счете, говорит Хардкасл, программа «поможет избежать конфликтов при планировании, например, с мегапроектами, и обеспечит непрерывность работы, несмотря на текучесть кадров. Система будет портативной, простой в использовании и рассчитана на будущие перерывы в программе».

Департамент транспорта и общественных сооружений штата Аляска присвоил каждому объекту класс доступности и задокументировал подробную информацию о местоположении, а также качестве и количестве материалов для использования в различных приложениях.«Данные об управлении активами будут полезны для обеспечения достаточного количества материалов в будущем и защиты источников для операций по добыче материалов и совместного использования участков с другими агентствами», — говорит Стэнли. «Данные также будут поддерживать передовые методы, включая буферы между участками и прилегающими частными владениями, исправление проблем с табличками статуса земли и записями, а также соблюдение экологических требований, таких как правила стока ливневых вод».

Другие цели программы Аляски включают разработку стандартов производительности, которые департамент может применять к объектам материальных ценностей, и облегчение управления геотехническими активами для принятия долгосрочных решений, касающихся этих материальных активов.

Общественные вопросы, связанные со снабжением и транспортировкой

В дополнение к усилиям по повторному использованию существующих материалов и каталогизации местонахождения агрегатных площадок государства сталкиваются с проблемами, возникающими на пересечении путей снабжения, транспортировки материалов и государственной политики. Автомагистрали обеспечивают надежные коридоры для доступа к природным ресурсам, транспортировки продуктов на рынки и обеспечения удобной мобильности для сообществ. После строительства автомагистралей в сельских или отдаленных районах, которые обеспечивают доступ к шахтам, сельскому хозяйству, лесам и зонам отдыха, обычно требуется меньше агрегатов для обслуживания и модернизации.Однако те, которые обслуживают городские и пригородные рынки страны, а также интермодальные узлы, требуют большего количества заполнителей для обслуживания и ремонта. Но часто рядом с этими зонами повышенного спроса отсутствуют шахты по добыче щебня и другие источники.

 

Здесь показан участок из песка и гравия на Холден-Крик на северной стороне хребта Брукс, к югу от озера Гэлбрейт на Аляске. В этом месте бригады дробят гравийные заполнители для строительства дорог.

 

По словам Марка Круменахера, отраслевого консультанта GZA GeoEnvironmental, выдача разрешений на совокупные источники связана с рядом проблем.В дополнение к землепользованию и экологическим нормам, в более населенных районах продолжающееся развитие и рост населения затрагивают существующие и потенциальные совокупные источники добычи полезных ископаемых. «Все труднее расширять источники по горизонтали или открывать новые участки, если нет достаточного запаса земли», — говорит Круменахер. «Производители заполнителя иногда могут разрабатывать свои месторождения глубже, если существует материал достаточного качества, но это часто дорого и сопряжено со значительными инженерными проблемами».

 

Использование агрегатов и относительный уровень требуемого качества

Более низкое качество

Засыпка и подстилка

Основание, выбор материала и улучшение основания

Базовый курс (не связанный и стабилизированный)

  • Стабилизированный (асфальт, портландцемент и известковая зола)
  • Плотная градация
  • Открытый класс

Дороги с заполнителем (гравийные дороги)

Уплотнитель чипа, материал покрытия

Бетон на портландцементе

  • Тощее бетонное основание (плотное или открытое)
  • Строительный бетон
  • Бетонное покрытие

Горячий асфальт и теплый асфальт

Высшее качество

Дренаж и каменная наброска

Агрегаты фильтров

 

В Mineral Commodity Summary 2011 U.S. Министерство внутренних дел и Геологическая служба США указывают на влияние общественных проблем и проблем с разрешениями на доступность щебня, песка и гравия, заявляя, что «ожидалось, что [перемещение] операций по производству песка и гравия вдали от густонаселенных центров продолжать там, где экологические, земельные и местные правила зонирования препятствуют им».

Что касается щебня, в отчете говорится: «Ожидается, что дефицит в некоторых городских и промышленных районах будет продолжать расти из-за местных правил зонирования и альтернативных вариантов землеустройства.Ожидается, что эти проблемы сохранятся и приведут к тому, что новые карьеры по добыче щебня будут располагаться вдали от крупных населенных пунктов». , хотя в 2010 году доля переработанных материалов в общем объеме заполнителя оставалась очень небольшой».

Итог: большая часть естественных совокупных потребностей в автомагистралях в более населенных районах должна будет поступать издалека, что приведет к увеличению затрат, заторов и энергопотребления.То есть, если только государственные, местные и муниципальные организации не планируют в долгосрочной перспективе оптимизировать использование существующих ресурсов более близкого заполнителя и облегчать железнодорожное и водное перемещение заполнителей, когда они доступны.

Агрегаты

и FHWA

Признавая важность устойчивых поставок качественных заполнителей для дорожного строительства и обслуживания дорог на национальном уровне, FHWA сотрудничает с Международным центром исследований заполнителей при Техасском университете и Техасским университетом A&M для спонсорства исследовательских проектов, связанных как с бетоном, так и с асфальтом. .Партнерство создало техническую рабочую группу с федеральными, государственными, университетскими и отраслевыми экспертами, участвующими в экспертной оценке текущих совокупных исследований и изучении потребностей в исследованиях в области шоссе и транспорта.

 

Для асфальтовых покрытий важны фрикционные свойства крупного заполнителя, поскольку они проявляются на поверхности покрытия. Здесь показаны три образца полированного крупного заполнителя, лежащие на поверхности асфальтового покрытия.

 

Группа предоставляет обновленную информацию Комитету TRB по минеральным заполнителям и работает над дорожной картой исследований заполнителей для определения технологических и устойчивых инноваций, необходимых для гранулированных заполнителей, технологии бетона (особенно с использованием промышленного песка) и смесей для асфальтового покрытия.Сопоставление будущих региональных потребностей с доступностью является важным элементом этого обсуждения. Баланс между землепользованием и доступностью ресурсов является частью сложной матрицы, в которой участвует общественность на многих уровнях, включая рассмотрение на уровне государственных и столичных организаций планирования.

Европейский опыт и перспективы

Европейцы также обеспокоены устойчивостью местных поставок заполнителей, как сообщил Эндрю Доусон, доцент Ноттингемского университета в Соединенном Королевстве, изучающий вопросы предложения заполнителей в Европе.С 1987 года Европейская ассоциация агрегаторов продвигает интересы европейской индустрии агрегатов, представляя ассоциации-члены по вопросам экономической, технической, экологической политики, а также политики в области здравоохранения и безопасности. Ежегодный обзор ассоциации за 2009–2010 год содержит данные о производстве и использовании за 2008 год. Согласно отчету, в целом в Европе добывается приблизительно 3,3 миллиарда тонн (3 миллиарда метрических тонн) в год, что превышает текущий совокупный объем производства в США. Из этого общего количества 2 процента составляют природный песок и гравий, извлеченные из источников морского дна, а 6 процентов поступает путем переработки.

 

Исследователи FHWA используют дефлектометр падающего веса, буксируемый за этим фургоном, для проверки уплотненного гранулированного основания на участке исследовательского покрытия в округе Лаудоун, штат Вирджиния. Этот исследовательский проект был разработан в сотрудничестве с участием FHWA, государственных DOT, университетских исследователей и представителей промышленности.

 

В течение следующих 5–10 лет производство в Европе может вырасти до 4,4 млрд тонн (4 млрд метрических тонн). В первую тройку стран с точки зрения процента переработки (около 20 процентов от общего объема производства приходится на переработанные источники) входят Бельгия, Нидерланды и Великобритания, которые в настоящее время перерабатывают почти все доступные строительные материалы и материалы для сноса.Ссылаясь на отчет Университета Леобена, Австрия, Доусон отмечает, что в Европе значение 15 процентов будет представлять собой общую переработку, и что в среднесрочной перспективе переработка вряд ли превысит 10 процентов производства из-за ограничений материалов для сноса и экономики. транспорта.

 

 

Доусон сообщает, что разрешенные совокупные запасы в Европе сокращаются из-за конкурирующего землепользования, отсутствия стратегической политики и планирования, политического стремления к локализации принятия решений, экологических ограничений, а также сложности и неопределенности системы разрешений.В качестве примера отсутствия планирования Доусон приводит сбор данных по совокупным показателям в Европе непоследовательным и неполным. «Большая часть этого собирается промышленностью, и многие правительства не оценивают совокупные ресурсы. Поэтому трудно установить политику. Органы планирования должны проводить картографирование полезных ископаемых. решения навязываются местным властям, которые не имеют достаточно широкого взгляда, что препятствует развитию национальной и региональной политики.»

Но, по его словам, Инициатива Европейской комиссии по сырью для ЕС, запущенная в 2008 году, может стать шагом в правильном направлении. Инициатива направлена ​​на создание стратегии решения вопросов, связанных с сырьем, и подкрепление этой стратегии законодательством. «Заполнители хорошо представлены в планах, — говорит Доусон, — что очень важно, потому что наличие заполнителей из региональных и местных источников имеет важное значение для экономического развития с учетом логистических ограничений и транспортных расходов.»

Взгляд в будущее

Будущее дорог общего пользования зависит от надежных и устойчивых поставок заполнителей с уровнем качества, необходимым для строительства и обслуживания долговечных и прочных дорожных покрытий и транспортных сооружений. Государственным и местным DOT необходим доступ к качественным источникам первичных заполнителей — песка, гравия, гравийного щебня и щебня — восстановленного асфальтового покрытия, переработанного бетонного заполнителя, дробленого щебня, переработанных/восстановленных заполнителей после восстановления дорожного покрытия и полной глубины. реконструкции и других альтернативных побочных материалов для поддержки их программ строительства автомагистралей.

Хотя использование переработанного заполнителя растет, многие отраслевые эксперты сомневаются, что предложение удовлетворит спрос. Таким образом, добыча заполнителей остается необходимостью и должна осуществляться экологически безопасным и устойчивым способом. Поскольку отдельные карьеры и шахты истощаются и больше не могут поставлять заполнители, агентства и землевладельцы должны будут выполнить планы рекультивации, чтобы повторно использовать землю для других целей, одобренных планирующими агентствами, таких как озера, места обитания рыб, парки, зеленые насаждения, подземные воды. перезарядка, многоцелевые жилые и коммерческие объекты, места отдыха и заповедники дикой природы.

Как и в случае с энергоресурсами, жизнеспособные решения для совокупных поставок будут различаться в зависимости от местоположения и местных условий. Презентации семинара TRB и продолжающиеся обсуждения среди отраслевых экспертов подчеркивают необходимость уделить внимание этому важному вопросу: обеспечению устойчивых источников минеральных заполнителей и переработанных заполнителей для транспортной системы завтрашнего дня.

Источник: Геологическая служба США. * Преобразовано из метрических тонн и представлено в виде трех или менее знаков без десятичных знаков.Оценки USGS на 2010 год примерно такие же или чуть меньше, чем на 2009 год: 909 млн тонн песка и гравия и 1 320 млн тонн щебня. Обратите внимание, что эти данные по регенерированному асфальтовому покрытию и переработанному бетонному заполнителю соответствуют сообщениям Геологической службы США и, вероятно, являются чрезвычайно низкими, отчасти из-за ограниченной информации исследований. Автодорожная промышленность (ACPA, CMRA, FHWA и Национальная ассоциация асфальтовых покрытий) оценила количество восстановленного и переработанного асфальта и бетонных материалов, используемых в строительстве, примерно в 100 миллионов тонн каждого.Действия по повторному использованию включают использование подрядчиком или силами технического обслуживания на том же или близлежащем объекте материалов для основания или обочины, или использование в качестве выбранного материала, где требуется укрепление или модификация земляного полотна.

Отдельные решения для обеспечения устойчивых поставок заполнителей

  1. Обобщить геологические данные о местонахождении потенциальных совокупных ресурсов и их характеристиках. Эти усилия помогут в стратегическом планировании и разработке проектов для оптимизации использования региональных ресурсов.
  2. Разработайте дизайн проекта, чтобы наилучшим образом использовать местные маргинальные и переработанные материалы для соответствующих базовых слоев и зарезервировать материалы более высокого качества для слоев дорожного покрытия.
  3. Признайте, что некоторые материалы с высокими техническими характеристиками, возможно, придется импортировать для достижения целей проекта. Например, в Делавэре имеются богатые природные источники песка, но щебень приходится импортировать из других штатов.
  4. Рассмотрите возможность расширения вариантов спецификаций и возможность использования агентством смешанных материалов или технических характеристик.
  5. Используйте переработанные материалы там, где они доступны, и рассмотрите возможность создания запасов излишков материалов для использования в будущих проектах.
  6. Рассмотрите варианты перевозки грузов обратным транспортом, такие как перевозка кукурузы из Небраски в Колорадо на откормочные площадки и перевозка щебня. Около 90 процентов перевозок заполнителей осуществляется грузовиками, и, как правило, транспортировка заполнителей на расстояние от 30 до 50 миль (от 48 до 80 километров) может удвоить стоимость заполнителя, как сообщает Гилпин Р. Робинсон-младший.и Уильям М. Браун в публикации Геологической службы США «Социокультурные аспекты спроса и предложения на природные агрегаты — примеры Среднеатлантического региона, США ».
  7. Рассмотрите варианты железнодорожного и водного транспорта. Некоторые штаты имеют достаточную сеть железных дорог или доступ к крупным рекам, Великим озерам, каналам и морским портам. Затраты на грузовые перевозки растут из-за более высоких цен на топливо и выше в пробках или при горных перевозках. Эффективные составные поезда могут значительно снизить стоимость тонно-мили; перевозки барж по водным путям меньше; а океанский сухогруз и того меньше.Поставщики материалов перемещают заполнители в прибрежные районы, например, в Калифорнию, вдоль Мексиканского залива и Флориды, поскольку крупных заполнителей не хватает. Например, большинство заполнителей, используемых в Луизиане, доставляются на баржах из Арканзаса, Иллинойса, Кентукки и Миссури, а также навалочными судами из Мексики.
  8. Стратегически планируйте совокупные ресурсы в областях роста. Добыча заполнителя часто является переходным землепользованием, и конечное использование земли может быть запланировано для реализации на более поздних этапах развития.

— Билл Лангер, USGS

Таблица 3

Миллионы метрических тонн

Песок и гравий (включая морской)

Щебень

Вторичное/вторичное

Австрия

62

32

6

Бельгия

15

42

16

Чехия

27

44

4

Дания

48

0

10

Финляндия

25

60

1

Франция

172

237

23

Германия

271

218

74

Ирландия

25

25

0

Италия

225

135

8

Нидерланды

100

0

24

Норвегия

15

52

0

Польша

131

49

23

Португалия

61

15

17

Словакия

13

21

1

Испания

134

244

6

Швеция

19

67

7

Швейцария

37

5

5

Великобритания

67

114

62

 


Ричард С.Мейнингер, штат Пенсильвания,  – инженер-строитель, изучающий шоссе, в группе по материалам дорожного покрытия в Управлении исследований и развития инфраструктуры FHWA. Базируясь в Исследовательском центре Turner-Fairbank Highway Research Center в Маклине, штат Вирджиния, в основные обязанности Майнингера входит управление исследовательскими проектами, связанными с бетоном и заполнителями, в лабораториях центра, а также проектами сторонних исследователей. У него М.С. и Б.С. степени в области гражданского строительства Университета Мэриленда, Колледж-Парк.

Стивен Дж. Стоковски, PG,  является технологом по агрегатам и экспертом петрографической лаборатории в SES Group & Associates, LLC, подрядчике FHWA в исследовательском центре Turner-Fairbank Highway. У него есть М.С. по геологии Школы горного дела и технологий Южной Дакоты в Рапид-Сити, Южная Дакота, и степень бакалавра наук. по геологии Университета Джорджа Вашингтона в Вашингтоне, округ Колумбия.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с Ричардом Майнингером по телефону 202-493-3191 или по электронной почте [email protected] или Стивену Стоковски по телефону 202-493-3403 или [email protected] См. также Совокупная доступность ресурсов в континентальных Соединенных Штатах, включая предложения по решению проблем нехватки, качества и окружающей среды (отчет Open-File 2011-1119), доступный по адресу http://pubs.usgs.gov/of/2011/1119.

Авторы хотели бы отметить вклад следующих комитетов TRB, организовавших семинар: Дороги с малой интенсивностью движения (AFB30), Разведка и классификация горных пород (AFP20) и Минеральные заполнители (AFP70).

 

 

Почему строители крупных проектов в Лос-Анджелесе делают бетон из гравия и песка, поставляемых из Канады

Джеймс Руфус Корен

Конвейерные ленты, протянувшиеся более чем на милю, несут гравий и песок из карьера Orca в Ванкувере Айленд, Канада, на корабль у берегов Порт-Макнейл. Благодаря сочетанию науки о материалах, дешевых морских перевозок и, как утверждают некоторые, NIMBYism, сегодняшние промышленные бетономешалки в L.А. часто заполнены привозной породой и песком. (Polaris Materials)

519 миль автострады Лос-Анджелеса. Стадион Доджер. Ратуша. Все они построены из бетона, наполненного камнями и песком, смытыми с легендарных горных хребтов Южной Калифорнии.

Чтобы убедиться в изобилии полезных ископаемых, посмотрите не дальше, чем в Ирвиндейле, где находится более дюжины массивных ям, опустошенных в прошлом веке для этих важнейших строительных компонентов.

Но теперь, когда в Лос-Анджелесе бушует очередной строительный бум и новое поколение высотных зданий взмывает ввысь, камни и песок поступают из гораздо более отдаленного источника: канадского острова Ванкувер, который находится на расстоянии более 1400 миль.

Это большое расстояние для доставки товаров, которые по-прежнему имеются в изобилии на местном уровне, продаются менее чем по 20 долларов за тонну, и зачастую их транспортировка обходится дороже, чем добыча.

Тем не менее, благодаря сочетанию науки о материалах, дешевых морских перевозок и, как утверждают некоторые, NIMBYism, сегодняшние промышленные бетоносмесители часто заполняются импортными камнями и песком.

В карьере Orca компании Polaris Materials, расположенном на северном побережье острова Ванкувер, со стен карьера соскребают гравий и песок.Polaris Materials

Рассмотрим новый многоквартирный дом, строящийся на 12-й улице и Гранд-авеню в центре Лос-Анджелеса. Мрачным хэллоуинским утром две дюжины рабочих заливали бетон, который сформирует 28-й из 38 этажей здания.

До того, как влажный бетон был выровнен и разглажен, до того, как его перекачали на крышу здания, до того, как его смешали на заводе недалеко от Вернона, он начинался как цементный порошок, вода, песок и гравий.

И эти последние два ингредиента начали свое путешествие за несколько недель до этого на почти неосвоенной северной стороне острова Ванкувер, недалеко от юго-западного побережья Британской Колумбии.

Там, недалеко от городка лесозаготовителей Порт-Макнейл, компании Polaris Materials и коренной нации намги принадлежит карьер косатки, место, где давно таявшие ледники около 10 000 лет назад отложили слои песка и гравия толщиной до 300 футов.

Материалы, известные в строительном бизнесе как заполнитель, соскребают со стен карьера, промывают, сортируют в штабели и загружают на ленточные конвейеры, которые тянутся более чем на милю к терминалу, плавающему в проливе Бротон.

Затем камень и песок сгружаются в сухогрузы — представьте себе нефтяной танкер, но предназначенный для перевозки твердых грузов, таких как уголь или зерно. Каждое судно может перевозить около 75 000 тонн заполнителя.

От Порт-Макнила вас ждет четырехдневное путешествие вдоль побережья длиной 1450 миль до порта Лонг-Бич, где компания Polaris из Ванкувера, Канада, арендует 8 акров прибрежной недвижимости.

Конвейерные ленты, тянущиеся от корабля к терминалу, могут разгружать от 2000 до 3000 тонн материала в час, при этом на разгрузку полного корабля уходит до 40 часов.Терминал, представляющий собой не более чем стоянку для заполнителя, вмещает около 120 000 тонн материала.

Настало время заполнителя добраться до строительных площадок и впервые загрузиться в грузовики и транспортироваться автомобильным транспортом.

Конвейеры используются для разгрузки гравия и песка из канадского карьера на терминале порта Лонг-Бич (Luis Sinco/Los Angeles Times). Гравий из карьера Polaris Orca складывается и хранится в порту Лонг-Бич (Luis Sinco/Los Angeles Times).Образцы бетона из привезенных канадских материалов. Бетон используется компанией Webcor Builders при возведении некоторых высотных зданий в центре Лос-Анджелеса (Al Seib/Los Angeles Times). Часы сверху: конвейеры используются для разгрузки гравия и песка из канадского карьера в терминале порта Лонг-Бич (Luis Sinco / Los Angeles Times). Образцы бетона из привезенных канадских материалов. Бетон используется компанией Webcor Builders при возведении некоторых высотных зданий в центре Лос-Анджелеса (Al Seib/Los Angeles Times).Гравий из карьера Polaris Orca складывается и хранится в порту Лонг-Бич (Luis Sinco/Los Angeles Times).

Тот факт, что Polaris может перевозить свой заполнитель из канадского карьера в Лонг-Бич без автомобильной перевозки, является одной из причин, по которой можно экспортировать такой тяжелый и дешевый материал на такое большое расстояние.

Уоррен Коулсон, консультант калифорнийских горнодобывающих и карьерных компаний, подсчитал, что перевозка стандартного 25-тонного грузовика в 25-мильное путешествие по Л. стоит 220 долларов.А. трафик. Получается около 35 центов за тонну на милю.

Для огромного океанского судна это значительно дешевле: примерно полцента за тонну на милю, сказал представитель Polaris Ник Ван Дайк.

Это приводит к поразительной математике: доставка 1 тонны породы на расстояние 1450 миль по океану в Лонг-Бич стоит около 7,25 долларов. Чтобы перевезти его из Лонг-Бич в центр Лос-Анджелеса, около 25 миль, нужно добавить еще 8,75 доллара. А при сумме в 16 долларов это меньше, чем 22,75 доллара, которые могут стоить перевозка тонны заполнителя в 65-мильной поездке из карьера в Палмдейле в центр города.

«Это уравнение — вот что заставляет его работать», — сказал Ван Дайк. «Логистика — большая часть этого».

И становится больше.

Местные запасы песка и гравия в Лос-Анджелесе уже не такие местные, как раньше. Поскольку большинство карьеров Ирвиндейла в настоящее время пустуют, проекты могут получать агрегаты даже из Палмдейла или Викторвилля. Сан-Диего и район залива Сан-Франциско также вынуждены использовать все более отдаленные источники.

Согласно отчету геолога штата Калифорния за 2012 год, карьеры в округе Лос-Анджелес и районе залива имеют разрешения на добычу менее одной трети заполнителя, который потребуется в течение следующих 50 лет.Сан-Диего, который уже импортирует щебень из Мексики, находится в еще худшем состоянии.

Дело не в том, что в Калифорнии не хватает песка и гравия. Но по мере того, как застройка расширяется, карьеры или потенциальные площадки для карьеров, которые когда-то находились в малонаселенных районах, теперь окружены людьми, которым не нужны сопутствующий шум, загрязнение и движение грузовиков.

Эти опасения вынудили округ Риверсайд в 2012 году отклонить предложение Granite Construction открыть карьер недалеко от Темекулы, который должен был снабжать Сан-Диего.

Мексиканский гигант строительных материалов Cemex десятилетиями пытался получить разрешение на разработку карьера в долине Санта-Кларита, но столкнулся с ожесточенным сопротивлением жителей и городских властей. Теперь Cemex планирует перевозить камни и песок по железной дороге из своего карьера Уайт-Маунтин в Викторвилле на склад в Белле, что составляет 100 миль.

Однако для Polaris проблема предоставила возможность. И это сделало компанию целью приобретения.

Бетонный гигант из Алабамы Vulcan Materials объявил о планах купить Polaris в августе всего за 200 миллионов долларов, предложение, которое было быстро превышено предложением на 240 миллионов долларов от техасской компании U.С. Бетон. Сделка дала бы U.S. Concrete возможность расширить свою деятельность в Южной Калифорнии без сложной задачи по покупке или строительству собственного карьера.

«Тяжело построить новый карьер где-нибудь в Калифорнии», — сказал Брент Тильман, аналитик брокерской компании D.A. Davidson & Co. «Это стоимость недвижимости, экологические разрешения, регулирование. Все это приходит с территорией».

830

В прошлом году Polaris начала доставлять заполнители в Лонг-Бич, но с 2007 года перевозит камни и песок в Гонолулу и район залива.Компания заявила, что хочет экспортировать на большее количество рынков, включая Сан-Диего и округ Вентура.

Это не единственная компания, импортирующая песок и гравий в США, но такая практика остается относительно редкой. По оценкам Геологической службы США, в прошлом году отечественные строители использовали около 1 миллиарда тонн заполнителя, и только около 3 миллионов тонн было импортировано — в основном из Канады.

Но импорт агрегатов более распространен в других местах.

Иногда это результат строительного бума, который превышает местное предложение.Так обстоит дело в Китае, который в 2015 году импортировал песка и гравия на 2,3 миллиарда долларов, согласно торговой статистике ООН.

«Камень более низкого качества, ударяешь по нему молотком, и он раскалывается, ударяешь по нашему камню, и он звенит». Николас Ван Дайк, Polaris Materials

В других случаях местные материалы просто не подходят. По данным ООН, в 2015 году Катар и Кувейт были одними из крупнейших мировых импортеров песка и гравия. В обеих странах Персидского залива много песка, но не того сорта.Песок пустыни, образованный ветром, слишком гладкий для изготовления бетона. Предпочтителен более крупный песок, образованный реками и ледниками.

И хотя логистика является одной из причин, по которой строители Лос-Анджелеса покупают гравий с острова Ванкувер, качество также является важным фактором. Гравий из карьера Орка состоит в основном из базальта, мелкозернистой вулканической породы, которая тверже и плотнее смеси гранита, кварца и сланца, вымытой из гор Сан-Габриэль.

Polaris и ее местные клиенты говорят, что это делает материал Orca предпочтительным выбором для изготовления высокопрочного бетона, используемого в плитах перекрытий новых высотных зданий в центре города и в элементах будущего стадиона Rams and Chargers в Инглвуде.

«Камень более низкого качества, вы ударяете по нему молотком, и он раскалывается», — сказал Ван Дайк из Polaris. «Вы ударяете по нашему камню, и он звенит».

Вот почему его клиенты в Лос-Анджелесе готовы платить больше.

Oceanwide Plaza, многофункциональный комплекс напротив Staples Center, строится из бетона, в состав которого входят песок и гравий, импортированные с острова Ванкувер. Al Seib / Los Angeles Times

Материал из карьеров Южной Калифорнии обычно стоит 12-13 долларов за тонну, сказал Коулсон, консультант по карьерам.Агрегат Polaris продается по цене около 20 долларов за тонну. Но строители говорят, что материал более высокого качества на самом деле экономит им деньги в другом месте.

Бетон представляет собой смесь песка, гравия, воды и цемента. И из этих элементов цемент является самым дорогим, его стоимость превышает 100 долларов за тонну.

Если вы укладываете тротуар, вы можете использовать любой заполнитель. Но для производства высокопрочного бетона важны материалы. По словам Тодда Ламберти, руководителя проекта строительной фирмы Webcor Builders, используйте песок и гравий более низкого качества, и вам потребуется добавить большее количество цемента.

«Местный заполнитель довольно низкого качества с точки зрения его прочности на сдвиг», — сказал Ламберти, который руководит цементными работами на нескольких проектах в центре города с использованием продукции Polaris. «В конечном итоге вы добавляете в смесь тонну цемента, чтобы компенсировать это, а цемент — самый дорогой компонент».

Другие проекты, которыми занимается Ламберти, включают Метрополис, роскошный жилой и гостиничный комплекс, и Оушенуайд Плаза, проект смешанного использования, оба находятся рядом со Стэйплс-центром.

Использование меньшего количества цемента не только снижает затраты, но и дает другие преимущества.Цемент выделяет тепло при затвердевании; слишком много тепла может вызвать усадку и растрескивание. Меньше цемента и больше заполнителя снижает эти риски.

«Для высоконадежных приложений это просто беспроигрышный вариант», — сказал Ламберти.

В одном из проектов Ламберти, многоквартирном доме на 12-й и Гранд, Webcor использует заполнитель Polaris почти для всех структурных элементов, включая плиты пола и колонны.

Рик Лэнс, руководитель отдела бетонных работ и отделки Webcor, сказал, что он обнаружил, что бетон с заполнителем Polaris трескается меньше, чем другие смеси.Пока рабочие разглаживали только что уложенный бетон, Лэнс выдернул несколько кусочков гравия из мокрой серой массы.

«Это похоже на пазл», — сказал он, указывая на смесь гладких и зазубренных граней на каждом куске камня. «Кусается лучше. Все части соединяются вместе».

31 октября рабочие заливали бетоном 28-й этаж площадью 17 000 квадратных футов. Только для этого пола компания Webcor использовала 436 кубических ярдов бетона, изготовленного из почти 720 тонн песка и гравия, которые были извлечены из карьера на острове Ванкувер.Впереди у компании еще 10 этажей.

В начале 2019 года жители 536-квартирного жилого дома увидят меняющийся горизонт Лос-Анджелеса. Они присоединятся к новым жителям Метрополиса и Оушенуайд Плаза — все они будут стоять на миллионах кусочков Британской Колумбии.

[email protected]

Следуйте за мной: @jrkoren

Для чего используется гравий?

Несмотря на, возможно, обыденность и скромный статус, гравий в настоящее время является одним из самых востребованных материалов на земле, и (благодаря его преимуществам) многие дноуглубительные компании продолжают свою деятельность, вытаскивая огромное количество этих мелких камней из пластов. водных путей.

Но для чего используется весь этот гравий? Давайте исследуем полезность этих камней размером с горошину.

  1. Строительный материал
  2. Ландшафтный и наружный дизайн
  3. Защита от эрозии
  4. Сельскохозяйственное использование

Строительный материал

Один из крупнейших рынков сбыта щебня находится в стадии строительства. Причина этого в том, что в основе каждой новой разработки должно быть определенное количество этих маленьких камней, а поскольку они относительно недороги (по сравнению с другими тяжелыми материалами), это делает их идеальными для таких проектов.

За последние сто или около того лет гравий превратился из сыпучих материалов в статус рок-звезды, поскольку он все чаще используется во все большем количестве проектов. Сегодня он используется для производства бетона, создания фундамента для новых дорог, смешивания с асфальтом, заполнения строительных площадок и даже создания других строительных материалов, таких как блоки, трубы и кирпичи.

В некоторых случаях гравий засыпают в доменные печи и используют в качестве флюса. Этот гравий превращается в жидкий шлак, которому дают затвердеть в каменный материал, который используется в качестве заполнителя для других строительных материалов.Действительно, строительная отрасль является крупнейшим потребителем гравия.

Ландшафтный и наружный дизайн

Конечно, после того, как здание построено, его нужно украсить. В последние годы гравий пережил своего рода ренессанс, так как все больше и больше домов превращают свои дворы в ксерокопию, используя гравий вместо травы.

Гравий

— основной материал, используемый для создания дорожек, подъездных дорог и открытых террас. Ландшафтная индустрия процветает благодаря гравию, потому что многие домовладельцы хотят, чтобы такие функции повышали привлекательность и вызывали постоянный интерес.

Чтобы лучше управлять своими водными ресурсами, ландшафтные дизайнеры используют гравий вместо мульчи, потому что он лучше предотвращает испарение, гарантируя, что влага останется в почве под гравием. Помимо своих практических целей, он используется для декоративных элементов, таких как дорожки, внутренние дворики и даже подъездные пути.

Защита от эрозии

Гравий

также используется для борьбы с эрозией. Это означает, что он распространяется в районах, где сток создает потенциал для оползней, таких как склоны гор и склоны холмов.Его можно поместить прямо в эродированные водные пути, чтобы уменьшить их поток.

Эрозия – это процесс смывания почвы дождевыми или приливными водами. В некоторых регионах Соединенных Штатов эрозия вызывает серьезную озабоченность. К счастью, это можно решить с помощью гравия.

Гравий насыпают поверх плотин, заборов, досок и участков земли, чтобы предотвратить смыв почвы водой. Это работает, потому что почва может зацепиться за гравий, гарантируя, что он останется на месте.

Использование в сельском хозяйстве

Гравий можно найти почти на каждой ферме в Соединенных Штатах. Он используется для производства сельскохозяйственной извести, которую фермеры используют для снижения кислотности почвы и стимулирования роста сельскохозяйственных культур.

Его также измельчают и используют в качестве минерального корма для домашней птицы, такой как куры и индейки. Птице необходимы мелкие камни и минералы, чтобы правильно расщеплять пищу.

Свяжитесь с нами сегодня

Компания U.S. Aqua Services годами работала со своей долей гравия, и у нас есть навыки и оборудование, способные помочь вычерпывать и извлекать весь гравий, который вам может когда-либо понадобиться.

После посещения объекта наши специалисты могут предложить подходящий земснаряд для вашего проекта, а затем сдать его вам в аренду. Свяжитесь с нами сегодня чтобы начать.


О U.S. Aqua Services

U.S. Aqua Services была создана для поддержки процесса дноуглубительных работ в развитии торговли и решения многочисленных проблем. Для этого наша дноуглубительная компания собрала исключительную группу опытных специалистов и разнообразный ассортимент дноуглубительного оборудования и насосов для дноуглубительных экскаваторов.

Мы предлагаем услуги по аренде оборудования для дноуглубительных работ, чтобы вы могли получить доступ к новейшим и лучшим технологиям дноуглубительных работ без необходимости платить за их обслуживание, транспортировку и хранение, а также за услуги по обезвоживанию.

Делая упор на мобильность, надежность, долговечность, разнообразие, эффективность и безопасность, наша компания по аренде дноуглубительных работ может гарантировать, что наши различные типы дноуглубительных систем легко перемещаются по любой местности и могут работать в самых суровых и удаленных условиях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены.