Нерудные сыпучие материалы являются основными компонентами в строительной сфере. Песок, щебень используются при производстве бетона и железобетонных конструкций, строительных смесей. Эти материалы применяются для подготовки оснований, планирования, ландшафтных работ. В дорожном строительстве щебень используется в качестве подстилающего слоя дорожного полотна. Некоторые виды щебня применяются для облагораживания придомовых территорий.
Виды щебня и песка
Все сыпучие строительные материалы классифицируются по нескольким основным критериям:
- происхождению;
- физико-механическим свойствам (плотность, прочность, морозостойкость, влагопоглощение);
- форме и размеру зерен;
- уровню радиоактивности, наличию органических и неорганических примесей.
Природа происхождение щебня и песка зависит от исходного материала. Различают щебень из горных пород, рудный щебень, который производится из металлургического вторсырья и вторичный, получаемый путем дробления строительных отходов (бетона, кирпича). Физико-механические свойства щебня прямо зависят от материала его происхождения. Наиболее востребованы материалы, основу которых составляют породы высокой прочности – устойчивых к деформации и разрушению при механическом воздействии. По размеру зерна щебень делится на несколько видов: отсев (до 5 мм), средний (5-25 мм), крупный (25-40 мм).
Песок по происхождению разделяют на природный и искусственный. Природный сыпучий материал получают при разработке песчаных или песчано-гравийных месторождений. В зависимости от залегания различают морской, речной или горный песок. Первые два вида отличаются более округлыми зернами и меньшим содержанием примесей, по сравнению с материалами, добываемыми в карьерах. По размеру гранул песок подразделяют на крупный, средний и мелкий.
Производство природного песка
Производство природных нерудных сыпучих материалов включает в себя несколько стадий:
- добыча;
- обработка и обогащение (если требуется);
- хранение.
Практически все виды сыпучих материалов добываются открытым способом. Карьерный песок добывается экскаваторами или бульдозерами. При производстве горного песка, ввиду наличия большого количества примесей и разного размера гранул, требуется дополнительная обработка и обогащение сырья. Этот процесс заключается в промывке и сортировке материала. Для производства самой мелкой фракции, используемой при производстве строительных смесей на основе цемента, возможно дополнительное измельчение песка валковыми дробилками. Природный песок относится к материалам склонным к слеживанию, поэтому при его производстве часто используется бункер для сыпучих материалов – устройство в виде перевернутой усеченной пирамиды для хранения и подачи сыпучего сырья.
Речной песок добывается гидромеханическим способом в водоемах. Баржи с гидронасосами перекачивают сырье со дна реки в гидроотвал на берегу. Вода поступает обратно в реку, а песок остается в отвале. При слишком плотной поверхности дна дополнительно используется ковшовый элеватор.
Производство искусственного песка
Географическое расположение месторождений природного песка неравномерно, что может привести к дефициту этого материала в некоторых регионах. Производство искусственных песков позволяет во многом решить эту проблему, обеспечив необходимые потребности. Искусственный сыпучий материал получают путем дробления твердых горных пород и сырья других источников. В зависимости от материала происхождения выделяют следующие виды искусственного песка:
- Дробленые. Используются в кислотных и декоративных составах. Производится путем дробления мрамора, диабаза, базальта или плотных металлургических шлаков.
- Легкие пески, органические и неорганические. Сыпучий материал, получаемый из пемзы, вулканического шлака, туфа, сельскохозяйственных и древесных отходов.
- Осадочные пески – результат перемалывания ракушечника.
- Керамзитовый песок, получаемый при дроблении керамзитовых пород – теплоизоляционный материал, заполнитель для легких бетонов и растворов.
- Пористые пески из шлака.
Производство щебня
Сырье для производства щебня добывается открытым способом в карьерах различных горных пород. В зависимости от особенностей месторождения и добываемой породы выбирается способ разработки залежей. Для особо твердых пород проводят предварительные буровзрывные работы. В предварительно пробуренные скважины закладывается заряд. Взрывом скала раскалывается на куски, которые поступают на дальнейшую переработку.
Добытое сырье поступает на дробление, которое осуществляется дробилками различных видов (валковые, щековые, ударные, конусные). Выбор техники производится в зависимости от вида конечного продукта. После дробления, готовый щебень поступает на сортировку. Методом грохочения материал делится на фракции по размеру зерен. Установка представляет собой несколько больших сит с отверстиями разного диаметра. Самая мелкая фракция проходит все уровни сит, оседая в поддоне. В процессе сортировки на фракции щебень может промываться для удаления примесей глины.
Основные виды щебня горных пород
Существует достаточно большая группа этих материалов, но среди них наиболее востребованы следующие виды:
- Гранитный – наиболее прочный щебень магматического происхождения. Его основу составляют – кварц, слюда и шпат. Наиболее частые оттенки – красный, розовый, серый. Ввиду своего происхождения, при выборе этого материала особое внимание следует уделять сертификатам радиоактивности. Благодаря физико-механическим свойствам, наиболее популярный вид щебня.
- Гравийный. Основа этого материала скальные горные породы. Производят этот вид щебня двумя способами – дробление скал (колотый гравий) и просеивание речного или морского грунта (округлый гравий). По прочности значительно уступает граниту, но более дешевый с низким радиационным фоном.
- Кварцитовый. Сыпучий материал из скальных пород кварца. По прочности не уступает граниту, но при этом обладает незначительным радиационным фоном. Благодаря оригинальной структуре и привлекательным расцветкам очень популярен в декорировании.
- Известняковый. Производится путем дробления осадочных пород. По прочности уступает всем другим видам щебня. Основу составляют доломит и известь. Выгодное отличие – низкая цена.
Области применение сыпучих материалов
Круг применения нерудных сыпучих материалов крайне велик, охватывает практически все этапы строительства и достаточно востребованы в других видах работ:
- Приготовление бетона различных марок.
- Изготовление бетонных изделий.
- Дорожное строительство.
- Устройство железных дорог, взлетных полос.
- Ландшафтный дизайн.
- Животноводство.
- Устройство защитного слоя на дорожном покрытии при гололеде.
Транспортировка сыпучих материалов
Перевозка сыпучих материалов осуществляется железнодорожным (на большие расстояния), автомобильным и речным транспортом. Для железнодорожных перевозок наиболее подходят полувагоны, открытые платформы, думпкары – специальные полувагоны с возможностью автоматизированной выгрузки путем опрокидывания. Для перевозки песка и щебня автомобильным транспортом наиболее подходящими являются самосвалы. Доставка сыпучих материалов речными баржами – самый дешевый вариант транспортировки, но актуален только в случае близкого расположения водных путей. При перевозке не рекомендуется по пути до места доставки пересыпать эти материалы в другой транспорт во избежание потерь.
Хранение и продажа
После добычи и, при необходимости, обогащения песок щебень в том виде, каком его увидит потребитель отправляется на склад. Каждый вид и фракционный состав сыпучего материала хранится отдельно. Площадки для хранения должны быть ровными, в них не должна собираться дождевая вода. При необходимости делается дополнительная защита от грунтовых вод. В зимнее время материалы очищаются от снега и льда.
Поставка нерудных материалов с места хранения чаще всего осуществляется автомобильным транспортом. Исключения составляют крупные предприятия с отдельными железнодорожными ветками. Для безопасной и удобной отгрузки материалов конечному потребителю территория хранения оборудована удобными подъездными путями. Обычно организуется одностороннее кольцевое движение транспорта. Для удобства погрузки и предотвращения слеживания применяется бункер для сыпучих материалов. Для работ в ночное время предусматривается искусственное освещение.
