Природне каміння складає важливу частину мінерально-сировинної бази сучасної будівельної індустрії. У якості будівельного матеріалу використовується велика кількість різноманітних магматичних, метаморфічних, ефузивних і осадових гірських порід.
Будівельний камінь масового виробництва має неправильну форму і включає в себе рваний камінь чи бут і дроблений камінь (щебінь, крошка, пісок).
Найбільш вживаний для будівельних потреб є щебінь, який отримують шляхом подрібнення добутої гірської породи з послідуючим розділенням на фракції більшість у межах від 3 до 70 мм. Щебінь широко використовується у якості природного заповнювача у звичайний і гідротехнічний бітони, для облаштування баластного слою залізничних доріг, будівництва і ремонту автомобільних доріг і т.п.
Бутове каміння отримують у результаті підривання гірських порід, яке у послідуючому не обробляється (розпилці, обтесуванні, шліфуванні), добувають із порід переважно тих, які не піддавалися вивітрюванню, з об’ємною насипною масою не нижче 1800 кг/м3.
|
|
Вимоги промисловості до якості сировини і готової продукції. Сировиною для виробництва із природного каміння для будівельних і дорожньо–шляхових робіт є скеляні породи з об’ємною масою 1.8 – 2.8 г/см3. Допускається використання порід з об’ємною масою вище 2.8 г/см3 при відповідному техніко – економічному обґрунтуванні.
Оцінка гірських порід, призначених для отримання щебеню, проводиться у відповідності з вимогами ГОСТ 23845 – 86 «Породи гірські скеляні для виробництва щебеню для будівельних робіт. Технічні вимоги і методи використання». Ці вимоги поширюються на породи із середньою щільністю вище 2.0 г/см3, призначені для виробництва щебеню будівельного по ГОСТ 8267 – 82, щебінь для баластного шару залізничних доріг по ГОСТ 7392 – 85 і щебеню для основи покриття автомобільних доріг по ГОСТ 25607 – 83. Гірські породи оцінюють петрографічною характеристикою і показниками фізико – технічних властивостей.
Петрографічна характеристика повинна включати найменування порід і її генетичну групу, зміст включень порід і мінералів, які відносять до шкідливих добавок, оцінку структурних і текстурних особливостей, дані по наявність чи відсутність слідів вивітрювання, вторинних змін, зон подрібнення, розсланцювання, вміст прошарків глинистих чи інших засмічуючих порід.
Фізико–технічні властивості порід оцінюють наступними показниками: міцність, морозостійкістю, водопоглинанням, істинною і середньою міцністю, пористістю, електроізоляційними властивостями (тільки для порід призначених на щебінь для баластного шару залізничних доріг), тріщинуватістю, радіаційно–гігієнічними показниками.
|
|
Міцність порід оцінюють межею міцності зразків при стисканні у сухому і в насиченому вологою стані, маркою по міцності при стисканні у насиченому водою стані (табл.1.1.), маркою по міцності, яка визначається по тому, як дробиться щебінь у циліндрі при стисканні (розчавленні) щебню в циліндрі (табл.1.2.), маркою по морозостійкості (табл 1.5.). Крім того, породи призначені для виробництва щебеню у будівництві автомобільних доріг, характеризується стиранністю в поличному барабані, а для баластного шару залізничних доріг – стиранність у поличному барабані (табл.1.3.) і опору удару по кормі ПМ (табл.1.8.).
Таблиця 1.1.
Марка вивержених порід по міцності при стисканні у насиченому водою стані (ГОСТ 23845 - 86)
Середня границя міцності породи у інтервалі, який відповідає висоті уступу, кгс/см2 | Марка породи по міцності |
Вище 600 до 800 | 600 |
800 до 1000 | 800 |
1000 до 1200 | 1000 |
1200 до 1400 | 1200 |
1400 | 1400 |
Якщо породи з інтервалом, який відповідає висоті уступу, мають середню границю міцності при стисканні вище 2500 кгс/см2, то доцільність використання порід цих інтервалів для виробництва щебеню на основі технологічних випробувань породи при відповідному техніко – економічному обґрунтуванні.
Таблиця 1.2.
Марки породи по міцності, які визначаються по дробленню в циліндрі щебеню (ГОСТ 23845 - 86)
Подрібненість при стисканні (розчавленні) в циліндрі щебеню із порід інтервалу, який відповідає висоті уступу (втрата ваги після випробування), % | Марка породи по міщцості, яка визначається по подрібненності щебню | ||
Метаморфічних | Інтрузивних | Ефузивних | |
Вище 15 до 20 | Вище 25 до 34 | Вище 15 до 20 | 600 |
Вище 13 до 15 | Вище 20 до 25 | Вище 13 до 15 | 800 |
Вище 11 до 13 | Вище 16 до 20 | Вище 11 до 13 | 1000 |
До 11 | Вище 12 до 16 | Вище 9 до 11 | 1200 |
До 12 | До 9 | 1400 |
Породи з інтервалом, який відповідає висоті уступу, можуть призначатись для виробництва щебеню тих марок, які встановлені для цих порід по подрібненості у циліндрі отриманого із них щебеню. Можливість виробництва із цих порід щебеню більш високих марок встановлюється на основі технічних випродувань.
Якщо в породах, інтервалом, який відповідає висоті уступу, вміст слабих різностей перевищує значення, вказані в таблиці 1.4., то використання цих порід для виробництва щебеню допускається після встановлення на основі технологічних випробувань можливе отримання із них щебеню, який відповідає по вмісту слабких різностей вимогам ГОСТ 8267 – 82.
Таблиця 1.3.
Марки порід по сточуваності у поличному барабані (ГОСТ 23845 - 86)
Втрата ваги, %, після випробування у поличному барабані щебеню із породи, інтервалом, який відповідає висоті уступу | Марка породи по сточуваності |
До 25 | І -1 |
Вище 25 до 35 | І – 2 |
Вище 35 до 45 | І – 3 |
Вище 45 до 60 | І - 4 |
Таблиця 1.4.
Межі вмісту слабих різностей у вивержених породах (ГОСТ 23845 - 86)
Марка породи по міцності | Нормований вміст слабих зерен у щебені, %, не більше | Вміст слабих різностей у породі інтервалу, який відповідає висоті уступу, %, не більше |
600, 800 | 10 | 20 |
1000, 1200, 1400 | 5 | 8 |
Морозостійкість порід визначається маркою, яка відповідає числу циклів поперемінного заморожування і відтаювання у воді, витриманих щебенем, отриманим із цієї породи. Допускається оцінювати морозостійкість породи по числу циклів насичування в розчині сіркокислого натрію і висушування, витриманих щебенем, отриманим із цієї породи. При негативних результатах цього випробування кінцеву оцінку дають на основі випробувань заморожуванням і відтаюванням у воді (табл 1.5.).
Використання порід, які мають після 15 циклів поперемінного заморожування і відтаювання у воді втрата в масі більше 10%, для виробництва щебеню допускається тільки після встановлення спеціальними дослідами можливої області його використання.
|
|
Породи, які використовуються для виробництва щебеню для баластного шару залізничних доріг, повинна мати марку по морозостійкості не нижче Мрз 25. Визначення морозостійкості породи є необхідним до марки Мрз 50.
Породи із середньою щільністю вище 2,8 г/см3 використовують для виробництва щебеню у якості великого заповнювача усіх видів бетонів тільки після встановлення спеціальними дослідженнями можливої області його використання.
Радіаційно – гігієнічна оцінка гірських порід повинна враховувати при виробництва будівельних матеріалів (бетону) з врахуванням використання цих матеріалів у конструкціях і виробах. При цьому активність природних радіонуклідів у конструкціях і виробах повинна відповідати вимогам НРБ – 76 (не застосовується до гірських порід у надрах).
Якість щебеню визначається вимогами ГОСТ 8267 – 82 «Щебінь із природного каменю для будівельних робіт. Технічні умови».
Таблиця 1.5.
Марки порід по морозостійкості (ГОСТ 23845 - 86)
Число циклів і втрати ваги після випробування на морозостійкість | Марка породи по морозостійкості | |||
Замороження | У розчині сіркокислого натрію | |||
Число циклів | Втрати маси, %, не більше | Число циклів | Втрати маси, %, не більше | |
15 | 10 | 3 | 10 | Мрз 15 |
25 | 10 | 5 | 10 | Мрз 25 |
50 | 5 | 10 | 10 | Мрз 50 |
100 | 5 | 10 | 5 | Мрз 100 |
150 | 5 | 15 | 5 | Мрз 150 |
200 | 5 | 15 | 5 | Мрз 200 |
300 | 5 | 15 | 5 | Мрз 300 |
Таблиця 1.6.
Хімічний склад кристалічних порід, які використовуються для буто-щебеневого виробництва, %
Компоненти | Найменування порід | ||||||
Гранитоїди | Гнейси тетерівської серії | Кварцити толкачевської свити | Піщаники білокоро-вицької свити | ||||
Кіровоградсько- житоми-рського комплексу | Коросте-нського комплексу | Бердичів- ського комплексу | Осницкого комплексу | ||||
SiO2 | 50,84-77,54 | 66,34-80,95 | 57,67-71,61 | 73,2 | 48,76-73,32 | 95,71-98,3 | 84,05-96,3 |
Al2O3 | 9,4-20,3 | 10,25-17,81 | 10,52-17,84 | 14,33 | 10,9-16,35 | 0,57-1,87 | 0,03-5,89 |
Fe2O3 | 0,2-10,44 | 0,18-5,82 | 1,05-8,82 | 0,64 | 1,58-8,88 | 0,01-0,45 | 0,01-1 |
FeO | 0,64-7,68 | 0,97-5,04 | 1,36-7,18 | 0,85 | 2-6,05 | 0,11-0,79 | 0,05-0,39 |
TiO2 | 0,06-0,65 | 0,14-0,82 | 0,01-0,6 | н/о | 0,35-1,7 | 0,02-0,49 | 0,03-0,21 |
CaO | 0,5-7,14 | 0,72-4,78 | 1,5-5,02 | 0,9 | 2,5-7,8 | 0,18-0,55 | 0,06-0,37 |
MgO | Сл.-3,3 | 0,0-2,47 | 0,3-2,05 | 0,65 | 0,6-10,91 | 0,08-0,25 | 0,13-0,47 |
Na2O | 1,52-4,5 | 0,42-3,84 | 2,43-3,38 | 3,74 | 2,2-7 | 0,03-0,2 | 0,03-0,35 |
K2O | 2,46-7 | 0,95-6,06 | 2-3,31 | 0,58 | 0,86-4 | 0,08-0,2 | 0,5-3,1 |
SO3 | 0,0-1,46 | 0,0-1,45 | 0,0-0,18 | Сл. | Сл.-0,15 | 0,0-0,21 | 0,01-0,11 |
|
|
Таблиця 1.7.
Фізико – механічні властивості кристалічних порід, які використовуються для виробництва щебеню
Найменування показ ників, одиниці виміру | Найменування порід | ||||||
Гранитоїди | Гнейси тетерівської серії | Кварцити толкаче-вської свити | Піщаники білокоро-вицької свити | ||||
Кіровоградсько- житоми-рського комплексу | Коростенського комплексу | Бердичівського комплекс | Осницкого комплексу | ||||
Щільність, г/см3 | 2,5-2,97 | 2,6-2,98 | 2,61-2,82 | 2,66-3,09 | 2,65-2,85 | 2,58-2,66 | 2,25-2,78 |
Об’ємна маса, г/см3 | 2,43-2,95 | 2,44-2,95 | 2,58-2,79 | 2,62-2,99 | 2,59-2,83 | 2,56-2,65 | 2,22-2,89 |
Пористість, % | 0,1-7,9 | 0,1-8,2 | 0,4-4,3 | 0,7-6,9 | 0,4-4,1 | 0,4-1,0 | 0,4-8,9 |
Вологопог-линання, % | 0,04-2,5 | 0,0-1,89 | 0,06-0,85 | 0,1-0,8 | 0,19-1,54 | 0,15-1,56 | 0,03-1,9 |
Границя міцності при стисканні у насиченому водою стані, кгс/см3 | 589-2410 | 601-2873 | 669-1940 | 625-1600 | 828-1733 | 1450-2366 | 561-2416 |
Коефіцієнт розм’якшення | 0,46-0,99 | 0,5-1,0 | 0,73-0,98 | 0,61-0,99 | 0,9-0,98 | 0,86 | 0,67-1,0 |
Коефіцієнт морозостійкості | 0,75-0,98 | 0,56-1,0 | 0,89 | 0,53-0,88 | 0,95-0,96 | 0,99 | 0,67-0,99 |
Марки щебеню -по подрібненості у циліндрі | 600-1400 | 600-1400 | 600-1400 | 600-1400 | 800-1400 | 1200-1400 | 600-1400 |
-по розтираємості у поличному барабані | І-1, І-2, І-3 | І-1, І-2, І-3 | І-1, І-2, І-3 | Дані відсутні | І-1, І-2, | І-1, І-2 | І-1, І-2 |
-по опору удару на копрі ПМ | У-50, У-75 У-50, У-75 | У-50, У-75 | У-75 | У-50, У-75 | У-40, У-50, У-75 | У-50, У-75 | У-40, У-50, У-75 |
-по морозостійкості | Мрз. 25 | Мрз. 25 | Мрз. 25 | Мрз. 25 | Мрз 50 | Мрз 50 | Мрз. 25 |
Мрз 50 | Мрз 50 | Мрз 50 | Мрз 50 | Мрз 100 | Мрз 100 | Мрз 50 | |
Мрз 100 | Мрз 100 | Мрз 100 | Мрз 100 |