Взрывным способом получают щебень

Обновлено: 10.05.2024

Тема: Общее представление о добыче и обработке каменных материалов.

Литература:Строительные материалы и изделия: Учебник для студентов средних проф. учеб. заведений/ К.Н. Попов, М.Б. Каддо, М.: Высш. шк., - стр. 71-97. Допустимо использование интернет ресурсов.

Инструкция по выполнению заданий для обучающихся:

1. Изучить теоретический материал.

2. Составить опорный конспект в рабочей тетради (по вопросу 2-3).

3. Выполнить тесты на тему: Природные каменные материалы (ответить письменно).

Теоретический материал

1. Сырьевой базой для промышленности строительных материалов являются горные породы. Их применяют для изготовления неорганических вяжущих веществ, керамических материалов, строительного стекла, щебня, гравия, песка в дорожном строительстве и для приготовления бетонов и растворов, облицовки зданий, сооружений и многих других целей.

Горные породы для изготовления каменных материалов разрабатывают, в основном, открытым способом в карьерах.

Рыхлые породы – песок, гравий добывают одно- или многоковшовыми экскаваторами и гидромеханизированным способом. Бутовый камень и щебень получают из г. п., добываемых взрывным способом. Дробление щебня выполняют на дробильно- сортировочных установках. Штучные изделия получают из блоков-полуфабрикатов размером 4-5 м или вырезают из горных массивов камнерезными машинами. Блоки-полуфабрикаты отделяют от горного массива взрывным, механическими способами, вручную – при помощи клиньев или реактивно-струйным способом, разрезая газовой струей с температурой выше 2500 0 С, получаемой сгоранием керосина в кислороде. Затем их распиливают или раскалывают. Распиловку на плиты выполняют рамными, канатными или дисковыми пилами. Этим способом получают облицовочные плиты, подоконные доски, ступени и др. При помощи раскалывания изготавливают облицовочные плиты, бортовые камни, брусчатку.

Мягкие породы, такие как известняк-ракушечник, туф, применяемые для изготовления стеновые материалов, разрабатывают камнерезными машинами.

Штучные изделия имеют различные фактуры, которые регламентируются стандартами. Их подразделяют на абразивные и скалывания. К абразивным фактурам относя пиленую, обработанную ультразвуком, лощеную и полированную. К фактурам скалывания – «скалу», бугристую, рифленую, точечную и термообработанную.

Пиленая фактура после распиловки камня не подвергается дополнительной обработке или поверхность очищается пескоструйным, химическим(кислотой) или ультразвуковым способами.

Шлифованная фактура образуется при обработке шлифовальными инструментами. Получается равномерно-шероховатая поверхность с небольшими следами, оставшимися после пиления, или без видимых следов обработки – тонкошлифованной фактуры.

Лощеная фактура образуется после доводки шлифованной поверхности мелкозернистым доводочным инструментом. Получается гладкая матовая поверхность.

Полированная фактура образуется после обработки поверхности полировочными порошками – оксидом хрома или железа, порошком пемзы.

Термообработанная фактура получается в результате нагревания поверхности струей газа с высокой температурой. Происходит скалывание поверхности и ее оплавление.

Технические требования к материалам и изделиям из природного камня

По средней плотности каменные материалы подразделяют на тяжелые со средней плотностью 1800 кг/м 3 и более, и легкие, со средней плотностью менее 1800 кг/м 3 . Тяжелые применяют в дорожном строительстве, для изготовления облицовочных материалов, полов; легкие – для изготовления стеновых материалов, в качестве легких заполнителей для бетонов. По прочности при сжатии они имеют марки 0,4; 0,7; 1; 1,25; 2,5; 3,5; 5,0; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 80; 100, что соответствует пределу прочности породы при сжатии, в МПа, в сухом состоянии. По морозостойкости каменные материалы делят на марки 10; 15; 25; 35; 50; 100; 150; 200; 300; 500, по водостойкости – на группы с коэффициентом размягчения Кр не ниже 0,6; 0,75; 0,9 и 1,0. Для стеновых материалов важнейшей характеристикой является коэффициент теплопроводности. Он составляет для известняка-ракушечника и вулканического туфа




3. Основные виды природных каменных материалов

Природные каменные материалы условно подразделяют на сырьевые и готовые материалы и изделия.

К сырьевым материалам относят щебень, гравий, песок, применяемые в качестве заполнителей для бетонов и растворов; известняк, мел, гипс, доломит, магнезит, глина, мергели и др. г. п. – для изготовления строительной извести, гипсовых и магнезиальных вяжущих, портландцементов.

Готовые каменные материалы и изделия подразделяют на материалы для дорожного строительства, стен и фундаментов, облицовки зданий и сооружений.

К материалам для дорожного строительства относят булыжный, колотый и бортовые камни, щебень, гравий, песок.

Булыжный камень представляет собой зерна горной породы, с овальными поверхностями размером до 300 мм.

Колотый каменьдолжен иметь форму, близкую к многогранной призме или усеченной пирамиде с площадью лицевой поверхности не менее 100см 2 для камней высотой до 160 мм, не менее 200 см 2 – при высоте до

200 мм и не менее 400 см 2 - при высоте до 300мм. Верхняя и нижняя плоскости камня должны быть параллельными. Его изготавливают из хорошо обрабатываемых г. п. с пределом прочности при сжатии не менее 100 МПа. Булыжный и колотый камни применяют для устройства оснований и покрытий автодорог, крепления откосов насыпей, каналов.

Камень брусчатый для дорожных покрытий имеет форму прямоугольного параллелепипида. По размерам подразделяют на высокий (БВ), длиной 250 и шириной 125 и высотой 160 мм, средний (БС) с размерами соответственно 250, 125, 130 мм и низкий (БН) с размерами 250, 100 мм. Верхняя и нижняя плоскости параллельны, боковые грани для БВ и БС сужены на 10 мм, для БН – на 5 мм. Изготавливают его из гранита, базальта, диабаза и других горных пород с пределом прочности при сжатии 200-400 МПа. Применяют для мощения площадей, улиц.

Камни бортовые из горных пород применяют для отделения проезжей части дорог от разделительных полос тротуаров, пешеходных дорожек и тротуаров, пешеходных дорожек и тротуаров от газонов и т.п. По способу изготовления подразделяют на пиленые и колотые. По форме бывают прямоугольные и криволинейные. Имеют высоту от 200 до 600, ширину от 80 до 200 и длину – от 700 до 2000 мм.

Щебеньпредставляет собой рыхлый материал, полученный дроблением скальных г.п. с прочностью 80-120 МПа. При размере зерен от 5 до 40 мм его применяют для черного щебня и асфальтобетона при строительстве автодорог, щебень с зернами от 5 до 60 мм служит для устройства балластного слоя железнодорожного пути.

Гравий – рыхлый материал, образовавшийся при естественном разрушении г. п. Имеет скатанную форму. Для изготовления черного гравия применяют гравий с размером зерен от 5 до 40 мм, а для асфальтобетона его дробят обычно на щебень.

Песок – рыхлый материал с размерами зерен от 0,16 до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения или полученный искусственным дроблением г.п. Применяют для подстилающих слоев дорожных одежд, приготовления асфальтовых и цементных бетонов и растворов.

К каменным материалам и изделиям для фундаментов и стен относят бутовый камень, камни стеновые из г.п., крупные стеновые блоки.

Бутовый камень применяют в строительстве в виде кусков горной породы неправильной формы (рваный бут) или неправильных плит. Рваный бут получают из осадочных горных пород (известняков, доломитов, песчаников) взрывным способом, а плиты (постелистый бут и плитняк) добывают из слоистых горных пород при помощи клиньев, ударных механизмов и др. Масса отдельных бутовых камней колеблется в пределах 20-40 кг, Бутовый камень должен иметь предел прочности при сжатии не менее 10 МПа, а коэффициент размягчения не ниже 0,75. В нем не должно быть трещин, расслоений и рыхлых прослоек, снижающих его строительные свойства. Бутовый камень служит материалом для кладки фундаментов, стен не отапливаемых зданий и сооружений, подпорных стенок и др. Отходы при заготовке бутового камня дробят и используют в виде щебня для бетонов.

Камни стеновые из горных пород – материал в виде прямоугольного параллелепипида размером 390х190х188, 490х240х188 и 390х190х288 мм. Изготавливают из г.п. со средней плотностью до 2200 кг/м 3 в основном из известняков и туфов. Применяют для кладки стен, перегородок и других частей зданий и сооружений. Крупные стеновые блоки изготавливают выпиливанием из г.п. средней плотностью до 2200 кг/м 3 . Это вулканические туфы, известняк, доломиты. Применяют для кладки наружных стен. К облицовочным материалам и изделиям из природного камня относят плиты облицовочные пиленые, архитектурно-строительные изделия, плиты декоративные, мрамора, плотного известняка, доломита, песчаника .

Плиты декоративные на основе природного камня получают из природного камня и неорганических или полимерных связующих. Изготавливают с мозаичной, брекчиевидной или орнаментной поверхностью. Имеют прямоугольную форму длиной от 200 до 1500, шириной от 200 до 1200 и толщиной от 10 до 40 мм. Предназначены наружной и внутренней облицовки зданий и сооружений.

4. Защита, транспортирование и хранение природных каменных материалов

Каменные материалы в условиях службы в конструкциях и сооружениях могут подвергаться медленному разрушению. Этот процесс по аналогии с разрушением на земной поверхности называют выветриванием. Основные причины разрушения каменных материалов в сооружениях:

- растворяющее действие воды, усиливающееся растворенными в ней газами (SO2 и СО2 и др.);

- замерзание воды в порах и трещинах, сопровождающееся появлением в материале больших внутренних напряжений;

- резкое изменение температур, вызывающее появление на поверхности материала микротрещин.

Все мероприятия по защите каменных материалов от выветривания направлены на повышение их поверхностной плотности и на предохранение от воздействия влаги.

Стойкость материалов против выветривания можно повыситьконструктивными мерами, к числу которых относят обеспечение хорошего стока воды и придание камням плотной и гладкой поверхности, например зеркальной. Стойкость против выветривания пористых материалов существенно повышается при создании на их лицевой поверхности плотного водонепроницаемого слоя.

Облицовочные плиты перевозят в прочной таре, приспособленной для механизированной погрузки. Плиты при транспортировке устанавливают в вертикальном положении попарно лицевыми поверхностями внутрь с прокладкой бумаги и закрепляют клиньями. Камни облицовочные и ступени укладывают рядами, используя деревянные прокладки. Плиты для полов хранят уложенными на длинное ребро в один ряд по высоте.

Бутовый камень хранят навалом на открытой площадке в прямоугольных штабелях объемом до 200 м 3 и высотой 1 м. Стенки штабелей следует класть из более крупных камней в перевязку, укладывая их постелистой стороной вниз. Мелкие камни засыпают внутрь штабеля.

Отсев – это сыпучий строительный материал, размер частиц которого не превышает 5-10 мм. По внешнему виду и свойствам он похож на крупнозернистый песок.

В зависимости от особенностей производства можно выделить три вида материала:

  • Отсев из плотных горных пород
  • Керамзитовый отсев
  • Вторичный отсев

В этой статье мы подробно поговорим о том, как производится каждый из этих видов. Также мы рассмотрим способы обогащения этого материала.

Вид на карьер, который производит отсев и щебень

Вид на карьер, который производит отсев и щебень

Куча гранитного отсева на дороге

Технология производства отсева из горных пород

При слове «отсев» большинству людей на ум приходит материал, который получается в ходе дробления горной породы на щебень.

Его продают под разными названиями:

  • Отсев дробления щебня
  • Песок из отсевов дробления
  • Каменная (гранитная, мраморная и так далее) крошка
  • Каменная пыль
  • Искусственный песок

Отметим, что не всегда термин «искусственный песок» обозначает именно отсев – то есть побочный продукт. Из некоторых пород (кварца, перлита) он производится целенаправленно.

Технические требования к этому материалу установлены в ГОСТ 31424-2010

Чтобы понять, откуда берется отсев, нужно рассмотреть процесс производства щебня.

Он состоит из таких этапов:

  1. Добыча сырья
    Горные породы на месторождениях обычно извлекают взрывным способом. Такой метод позволяет за раз получить огромное количество крупных валунов и стоит сравнительно дешево. Но его нельзя назвать экономным. Ведь до 30% полученного материала – это мелкая крошка с размерами частиц до 5-10 мм, из которой нельзя получить щебень. Она отсеивается сразу при поступлении на завод и собирается в отвалы.
  2. Дробление
    На завод поступают каменные глыбы размерами от 50 до 120 см. Они измельчаются в 2-4 этапа, пока не будут получены частицы нужного размера – например, не крупнее 40 мм в диаметре.
  3. Деление щебня на фракции (грохочение)
    После каждого дробления материал попадает на сортировочные сита – так называемые грохоты. На них отделяется мелкая крошка, размеры которой не превышают 5 или 10 мм. Она также собирается и высыпается в отвалы.

Подробнее о том, как делают щебень, вы можете прочитать в статье Производство щебня

Отсев дробления сохраняет свойства исходной породы. Если он был получен из прочного сырья (гранита, базальта, диорита и других магматических пород), то по качественным характеристикам он не уступает природному песку, а в чем-то даже и превосходит его.

Существует зависимость между качеством выпускаемого каменного материала и количеством отсева. Высокосортным щебнем считается кубовидный, в котором большинство зерен имеет правильную форму. Именно он наиболее востребован в строительных и дорожных работах.

Технология производства керамзитового отсева

Этот вид материала получают при обработке керамзита – пористой обожженной глины.

Его также могут называть:

  • Отсев керамзита
  • Керамзитовый песок
  • Керамзитовая крошка

Технические требования к нему установлены в ГОСТ 32496-2013

Производство керамзитового песка включает в себя такие этапы:

  1. Добыча сырья
    Для производства керамзита используются легкоплавкие глины, а также твердые глинистые породы (сланцы, аргиллиты и другие). Их добывают в карьерах, где сырье извлекается экскаваторами или взрывным способом.
  2. Формирование гранул
    На завод глина поступает в виде неоднородной массы с наличием крупных кусков и посторонних примесей. Для дальнейшей обработки ее необходимо очистить и переформовать в гранулы. Для этого используется пластический, порошково-пластический, мокрый или сухой метод.
  3. Обжиг
    Обработанное и подготовленное сырье попадает в печь, которая представляет собой длинную вращающуюся трубу. При помощи мощных промышленных горелок воздух в ней нагревается до 1000-1300°C. При такой температуре глина вспучивается, становясь пористой внутри, а ее поверхность спекается в прочную корку.
  4. Охлаждение и первичная сортировка
    Из печи обожженные гранулы поступают в барабанный холодильник, где при постоянном перемешивании постепенно охлаждаются. Затем они проходят через систему сит, где отделяются слишком мелкие (до 5 мм в диаметре) или слишком крупные (более 40 мм) зерна. Первые попадают в отсев, а вторые подвергаются дальнейшей обработке.
  5. Дробление и финальная сортировка
    Крупные гранулы керамзита измельчаются до нужных размеров в вальцовых или конусных дробилках. Полученный материал затем вновь пропускают через систему сит и разделяют на фракции. Дробленые зерна больше 5 мм в диаметре продают как как керамзитовый щебень, а меньше – как керамзитовый отсев.

Этот материал отличается от отсева плотных пород: гранитного, диоритового, известнякового и других. За счет пористой структуры зерен он имеет отличные звуко- и теплоизоляционные свойства. Основная сфера его применения – это обустройство теплых полов и наполнение легких бетонов.

Технология производства вторичного отсева

Мелкий сыпучий материал, похожий на песок, получают также при переработке старых конструкций и других побочных продуктов производства.

В качестве сырья используются:

Технология производства вторичного отсева включает такие шаги:

  1. Сбор старого материала
    Этим часто занимаются компании, специализирующиеся на переработке и утилизации мусора. Для них получается двойная выгода: они получают деньги за вывоз отходов, а вместе с тем – сырье, которое можно перепродать. Впрочем, сами заводы (бетонные, кирпичные, сталелитейные) тоже нередко принимают материалы на переработку.
  2. Дробление
    Крупные куски материала измельчаются при помощи дробилок до размера мелкого щебня.
  3. Фракционирование
    Измельченный материал разделяется на фракции с размерами частиц меньше и больше 5-10 мм. Крупные зерна продаются как дешевый вторичный щебень, а мелкая крошка и пыль – как отсев.

Вторичный отсев получается весьма нестабильным по своим свойствам. Ведь в состав кирпичей и бетона входят разные материалы: песок, цемент, глина, – там может даже встречаться мусор, попавший в сырье со строительной площадки. Но стоит вторичная крошка дешево, а потому пользуется спросом во всякого рода простых работах. Например, ею засыпают ямы и канавы.

В следующем разделе мы подробнее поговорим о том, какие методы применяются для улучшения качеств материала.

Способы постобработки отсева

Отсев щебня может подвергаться дополнительной обработке на заводе. Ее цель – улучшение свойств материала.

Здесь выделяются два основных способа:

  • Сухой (просеивание)
    Изначально отсев – это материал фракции 0-5 или 0-10. Это значит, что в нем содержатся зерна разных размеров: от тонкой пыли до небольших камешков. Чтобы смесь была более однородной, ее пропускают через сита с ячейками нужных размеров. Так получают отсев более узких фракций под специфические задачи: 0-0,16, 0,16-2 или 2-5.
  • Мокрый (промывание)
    Промывка сыпучих стройматериалов позволяет избавиться от примесей мельчайших пылевидных и глинистых частиц. Это особенно важно для наполнителей строительных смесей. Ведь высокое содержание пыли увеличивает расход воды при замешивании бетона, а глинистые включения негативно сказываются на качестве раствора.

Отсев, прошедший обработку сухим или мокрым способом, называется обогащенным. Надо сказать, что такой материал заказывают редко. Ведь одно из главных преимуществ отсева – это низкая стоимость. А из-за наличия постобработки цена материала резко возрастает. В такой ситуации может быть выгоднее приобрести речной или намывной песок, который изначально не содержит в себе лишних примесей.

Если вам интересно узнать, какие виды отсева получают на разных карьерах России, ознакомьтесь с нашей статьей Производство щебня. Поскольку отсев – это побочный продукт, объемы его производства специально не учитываются.

Отсев – это побочный сыпучий материал, зерна которого не превышают 5 или 10 мм (фракции 0-5 и 0-10). Он получается в ходе дробления горных пород и стройматериалов.

По технологии производства можно выделить три основных вида отсева:

  • Отсев дробления плотных горных пород (щебня)
  • Керамзитовый отсев (песок)
  • Вторичный отсев

Из них наиболее качественными и востребованными на рынке стройматериалов являются первые два.

Производится также обогащенный отсев, который подвергается дополнительной обработке: просеиванию или промыванию. Однако стоимость его значительно выше, чем у необогащенного материала. В связи с этим используется он редко.

В этой статье мы расскажем о способах добычи гравия: о том, где и как его добывают, как обрабатывают и готовят к продаже.

Итак, есть два основных способа:

Разберем каждый из них

Закрытый способ

Это основной метод добычи гравия. Он применяется на реках, озерах, морях и искусственных водоемах. Сырье добывается со дна при помощи насосов.

На поверхность из-под воды выкачивается пульпа – смесь песка, гравия, ила, воды и других включений. Затем пульпа промывается, от нее отделяют все примеси , а вода сливается обратно в водоем. Оставшийся в итоге гравий представляет собой готовый продукт. Для улучшения состава его могут отправлять на дальнейшую сортировку и дробление.

Сразу скажем, что таким образом появляется наиболее качественный гравий. Почему? Дело в том, что, находясь длительное время под водой, слабые частицы разрушаются и вымываются из общей массы. Остаются прочные и окатанные зерна разных пород.

Открытый способ

Применяется для добычи гравия в руслах пересохших рек, на дне бывших озер, у подножия гор и так далее. Экскаваторы и бульдозеры собирают сырье с поверхности. Полученная смесь грузится в самосвалы и отправляется на промывку, в результате которой от нее отделяют песок и другие посторонние элементы. На выходе остается чистый гравий.

Материал, добытый открытым способом, обладает шероховатой поверхностью и остроугольной формой. Это более выгодный вид добычи гравия , так как он не требует сложного оборудования. Другое дело – что пересохших рек и озер не так много, поэтому открытый способ применяется реже.

Добыча гравия экскаватором с берега водоема

Гравий сушится прямо на месте добычи, на специально оборудованной площадке

Обогащение и дробление гравия

  • Обогащение
    Применяется тогда, когда нужно добиться однородного зернового состава. Гравий сразу после добычи представляет собой массу, состоящую из мелких частиц и относительно крупных камней. При этом, соотношение их может быть любым. Цель обогащения – убрать слишком мелкие или слишком крупные включения. Это может быть актуально, например, при использовании гравия для устройства оснований под тротуарную плитку. Там нужно, чтобы верхний слой получился ровным, а крупные камни будут препятствовать этому – поэтому их убирают.
  • Дробление
    Часто бывает так, что в регионе добычи гравия отсутствуют плотные горные породы, а потребность в щебне имеется. В таком случае щебень изготавливают как р аз из гравия. Для этого общая масса загружается в дробилки: слабые зерна в ходе дробления разрушаются и превращаются в мелкий песок. Крупные же камни просто распадаются на несколько частей, а затем проходят просеивание на ситах. На выходе получается фракционный гравийный щебень. Он уступает по качеству классическому щебню из гранита или, скажем, диорита. Но в принципе для большинства стандартных задач (отсыпка, устройство дренажа, изготовление бетона низких марок) такой материал вполне годится.

Добыча гравия в Свердловской области

В нашем регионе производится качественный щебень из твердых горных пород. Этот материал превосходит гравий по всем характеристикам и может применяться практически в любых строительных работах. Гравий же, наоборот, имеет очень ограниченную сферу применения. По сути, он является продуктом переработки ПГС (песчано-гравийной смеси).

Образцы гравия, добываемые в Свердловской области

Поэтому целенаправленная добыча гравия вышеописанными способами у нас не ведется. Он также не подвергается никакой обработке , так как это лишь увеличит стоимость материала. Смысла в этом просто нет. Стоит наш гравий недорого, но и подходит далеко не для любых работ. Например, в ландшафтном дизайне его можно использовать для декоративного оформления участков. А вот для приготовления бетона он уже не подойдет.

В компании Грунтовозов вы можете приобрести следующие виды гравия:

С полным ассортиментом этого материала вы можете ознакомиться на странице Гравий

Рекомендуем также ознакомиться с информационными статьями об этом материале:

По форме естественные каменные материалы можно подраз­делить на четыре вида:

1) штучные камни (стеновые, дорожные);

2) плиты (облицовочные, половые, тротуарные, кровельные, плиты перекрытий, плиты ограждений);

3) песок, щебень, гравий, булыжник, валуны;

4) архитектурно-строительные детали (элементы пилястр и колонн, наличники, карнизы, ступени, подоконники, каминные полки, столешницы и т.д.).

Штучный камень и плиты получают либо непосредственно в карьере в процессе добычи, либо на камнеобрабатывающих пред­приятиях путем распиловки добытых в карьере блоков. Архитек­турно-строительные детали изготавливают на предприятиях, а рыхлые материалы заготавливают в карьерах.

Виды каменных материалов.Необработанные камни и плиты, полученные взрывным способом или откалыванием от породы, называются бутовым камнем. При разработке слоистых пород (из­вестняков, песчаников, гнейсов) бут получается постелистым (плоским), что является удобным для бутовой кладки стен и фун­даментов.

Облицовочные плиты изготавливают из гранита, сие­нита, лабрадорита, кварцита, мрамора, известняка, песчаника и других пород. Изделия из изверженных пород и кварцита очень стойки к выветриванию, но из-за высокой твердости тяжело об­рабатываются, а следовательно, дороги. Их применяют в основ­ном для облицовки фасадов и цоколей зданий, а внутри помеще­ний используют менее стойкие мягкие породы (мрамор, извест­няк), обработка которых стоит дешевле.

В зависимости от способа получения облицовочные плиты бы­вают колотыми, тесаными и пилеными. Колотые и тесаные пли­ты, получаемые ударной обработкой, могут иметь различную фак­туру: бугристую, рифленую, борозчатую, точечную. Абразивной обработкой получают более тонкие фактуры: пиленую (с глуби­ной бороздок менее 1 мм); шлифованную (с шероховатостью ме­нее 0,5 мм); лощеную (гладкую без блеска); полированную (с зер­кальным блеском).

Камни стеновые из легких пород (вулканического туфа, опоковидных трепелов, известкового туфа, известняка-ракушеч­ника и других пористых пород) выпиливают размерами 390 х 190 х 188 мм; 390 х 190 х 288 мм; 490 х 240 х 188 мм. Дополни­тельно выпиливают уменьшенные камни, составляющие по дли­не 1/2 или 3/4 от полномерного камня. Марки стеновых камней по прочности при сжатии — от 4 до 400. Один полномерный ка­мень заменяет 8. 16 кирпичей, что повышает производительность труда, уменьшает расход раствора, повышает сейсмостойкость здания.

Дорожные каменные материалы включают в себя брусчатку, тротуарную плитку, бортовые камни. Брусчатку полу­чают раскалыванием изверженных горных пород (диабаза, базаль­та) на камни в форме параллелепипеда, суживающегося книзу. Размеры верхней грани 250 х 125 мм при высоте 130 или 160 мм и 200x 100 мм при высоте 100 мм. Предел прочности при сжатии брусчатых камней должен быть не ниже 100 МПа (марка 1000), а коэффициент размягчения — не ниже 0,8. Брусчатку получают также литьем горных пород и металлургических шлаков.

Бортовые камни изготавливают пилеными или колотыми. Они могут иметь прямоугольную или криволинейную форму. Длина бортовых камней составляет от 700 до 2 000 мм, ширина — от 80 до 200 мм; высота — от 200 до 600 мм. Марки камней по прочно­сти должны быть не ниже 900 для магматических пород и 600 — для осадочных и метаморфических пород.

Кровельные материалы в виде плитки изготавливают главным образом из кристаллических сланцев. Применяются так­же кровельные плоские плитки из пильных известняков и ступен­чатые плиты для сводчатых сооружений.

Добыча каменных материалов.Добыча рыхлых пород (глины, песка, гравия) производится открытым способом с помощью экскаваторов и других машин.

Песок со дна рек, озер, заливов добывают с помощью всасы­вающих устройств, которые забирают песок вместе с водой и транс­портируют его по трубам в отвалы, где происходит его обезвожи­вание.




Постелистый бут добывают с помощью бурильных, ударных механизмов и клиньев.

Рваный бут, использующийся для бутовой кладки, бутобето­на, бетона (в виде щебня), а также для дорог и гидротехниче­ских сооружений, добывают главным образом взрывным спосо­бом.

Щебень получают дроблением камня в щековых или конусных дробилках и сортируют по фракциям на вращающихся грохотах или вибрационных ситах. Для промывки щебня (или гравия) по­дается вода.

Мягкие породы (туфы, ракушечники) разрабатываются откры­тым или закрытым способами. Режут породы специальными кам­нерезными машинами с помощью дисковых, цепных или канат­ных пил. Существуют машины, вырезающие из породы крупные блоки, которые затем циркулярными машинами могут быть раз­резаны на плиты.

Твердые породы обычно разрабатывают, отделяя сначала буроклиновым способом или пилением крупный блок, из которого изделия получают на камнеобрабатывающих заводах.

Отходы, в больших количествах образующиеся на камнерезных заводах в виде рыхлых материалов различной крупности, сорти­руют на фракции и используют в качестве заполнителей и напол­нителей в бетонах, растворах и других материалах различного на­значения.


Щебень является востребованным сыпучим материалом, обладающим целым рядом положительным характеристик. Сегодня щебень находит применение в различных сферах, для решения широкого спектра задач. Привычный для покупателя вид щебень приобретает в результате осуществления нескольких этапов по добыче и производству. Следует понимать, что словосочетание «добыча щебня» не совсем корректно. Так как щебень является материалом, создаваемым искусственно. Добывается только исходное сырье — горные породы различных видов: осадочные, изверженные, метаморфические. Таким образом, говоря о добыче, мы подразумеваем только те виды щебня, которые имеют природное происхождение.

Состав, характеристики, виды: гравийный и другие, сферы применения

Химический и минеральный состав щебня зависят от свойств исходного сырья: породы или реже минерала. Каждому виду щебня присущ определенный перечень характеристик:

  • прочность; ; : истинная (объемный вес) и насыпная (удельный вес);
  • морозостойкость;
  • адгезия;
  • водопоглощение;
  • влагоотдача;
  • водостойкость;
  • содержание глинистых и пылевидных частиц;
  • содержание зерен слабой породы;
  • радиоактивность.


Фракции мраморного щебня. Фото Петрович

Но показатели (величины) данных характеристик у каждого вида определенные, они также зависят от свойств сырья, от его происхождения. Поэтому при выборе следует тщательно анализировать весь перечень характеристик. В соответствии с происхождением различают достаточно значительное количество разновидностей щебня, наибольший интерес по тем или иным причинам вызывают:

  • высокопрочный гранитный;
  • доступный по стоимости и обладающий малой величиной радиоактивости гравийный;
  • обладающий привлекательным внешним видом, матовой поверхностью и однородной структурой известняковый; , напоминающий известняковый, ценится за морозостойкость, устойчивость к воде и огню;
  • пользующийся высоким спросом у ландшафтных дизайнеров мраморный; , находящий применение не только в производстве щебня, но и ваты;
  • самый необычный из всего перечня кварцевый, в качестве сырья для его производства выступает минерал кварц, кристаллы которого представляют собой полупрозрачные и блестящие фракции с гладкой поверхностью; , отличающийся характеристиками, в частности прочностью.


Черный щебень. Фото Грунтовозов

Не стоит забывать и о прочих материалах, для производства используется сырье других различных видов, например:

    , получаемый посредством обжига глины; , производимый путем обжига глинистых пород и грунтов, также может использоваться различные отходы промышленности; , представляющий собой вспененную стекломассу, получаемую посредством переработки обыкновенного стекла; , производимый посредством дробления и сортировки строительных отходов; , получаемый путем переработки отходов металлургической промышленности.

Щебень некоторых популярных разновидностей: гранитный, гравийный, известняковый, мраморный, может подвергаться дополнительной обработке. По постобработке различают четыре вида материалов: черный, цветной, мытый и галтованный щебень.


Фракции шлакового щебня. Фото Дюна

Различные виды щебня успешно используются в строительстве зданий и дорог, оснований и фундаментов; для устройства площадок и парковок, дренажных систем; для расклинцовки; при изготовлении бетона и ЖБИ; для благоустройства территории и в ландшафтном дизайне: уплотнение грунта, борьба с гололедом, засыпка дорожек, создание альпийских горок и сухих ручьев, возведение габионов и заборов, оформление водоемов и клумб, а также выполнения многих других работ.

Где и как добывают, способ добычи в карьере

Добыча сырья природного происхождения осуществляется открытым способом, в карьерах, которые располагаются во многих странах, в том числе, и в России. Крупные месторождения располагаются в Республике Карелия и Ленинградской области, на Урале. На данные регионы приходится порядка 40% добываемого сырья. БОльшая часть производимого в РФ щебня (около 85%) покрывает потребности российского потребителя, остальная часть идет на экспорт.


Месторождения щебня. Фото Грунтовозов

Щебень может добываться как целенаправленно, так и являться побочным продуктом добычи рудных или других полезных ископаемых. В первом случае материал получается более качественный, а, соответственно, и стоимость его выше. Целенаправленная добыча щебня некоторых видов не имеет смысла, что связано со свойствами породы, например:

а) Известняк является достаточно мягкой породой, не отличается высокой прочностью, может раствориться в воде при длительном контакте. Поэтому разрабатывать карьер специально под добычу щебня нерентабельно. В результате разработка известняковых карьеров осуществляется с целью добычи извести, а уже во вторую очередь — щебня.

б) Мрамор представляет собой хрупкую породу, добываемую максимально щадящим образом. Поэтому нет никакого смысла тратить значительные временные и финансовые ресурсы для использования добытого мрамора на щебень. Но возможно выполнить дробление негабаритных фрагментов, образовавшихся в результате добычи блоков, и получить дополнительный доход с их реализации.

Независимо от целенаправленности добычи, работы выполняются в два этапа:

1) Разработка горной породы включает подготовку территории, в частности, очистку от растений, кореньев и мусора, а также удаление верхнего слоя грунта, данный процесс называется вскрышиванием.

2) Основной этап работ может проводиться несколькими способами:


Добыча мрамора. Фото Грунтовозов

* Камнерезный способ является самым продуктивным и одновременно самым дорогостоящим. Суть его состоит в том, что крупные блоки горной породы отпиливаются прямо в карьере, эксплуатируются при этом специальные камнерезные машины с дисковыми и канатными пилами, оборудованные алмазными или победитовыми насадками.

Оборудование подразделяется на машины, обеспечивающие вырезку больших и малых блоков, а также по характеру обрабатываемого уступа — на низко- и высокоуступные. Таким образом добываются в основном мягкие и средние породы: мрамор, известняк, доломит. Данный метод позволяет получить блоки правильной формы и определенных размеров, избежать появления микротрещин, сохранить все свойства сырья.

Однако, при целенаправленной добыче данный метод экономически нецелесообразен. Обусловлено это неоправданно высокой стоимостью готовой продукции. В итоге на производство щебня идут только негабаритные остатки и сколотые блоки, но такой материал является уже побочным продуктом разработки. Камнерезный способ как нельзя лучше подходит там, где необходимо сохранить целостность горной породы, например, добыча стеновых и облицовочных плит.

* Буровзрывной или взрывной способ активно используется еще со времен изобретения черного пороха. Применяется для добычи камня и рудных полезных ископаемых. В горной породе с заданным шагом бурятся, высверливаются глубокие отверстия, в которые закладывают заряды взрывчатки.


Камнерезным способом добывают ценные горные породы для изготовления облицовочных плит. Фото Грунтовозов

Срабатывание взрывных веществ приводит к разрушению породы и откалыванию крупных фрагментов, которые собирают и транспортируют для дальнейшей обработки. Широкое распространение способ получил благодаря простоте использованию и невысокой стоимости расходных материалов. Однако, имеются и недостатки:

  • Способ требует высокой точности на этапе подготовки к выполнению работ, так как ошибка расположения и количества зарядов может привести к увеличению затрат. Слишком большое количество взрывчатки может привести к тому, что сырье будет испорчено и непригодно, а малое — к необходимости взрывать крупные куски еще раз. Кроме этого, способ сопряжен с опасностью для рабочих, во время проведения взрыва карьер эвакуируется.
  • Разрушительность способа приводит к тому, что только порядка 70% материала пригодно для дальнейшей обработки, остальное уходит в отсев.
  • В структуре сырья появляются микротрещины.
  • Большое количество пыли и дыма отрицательно сказывается на экологии.

Несмотря на имеющиеся недостатки способ является наиболее распространенным для добычи сырья, из которого производится щебень различных видов и марок.

* Буроклиновый способ является одним из древнейших, сейчас уже практически не используется. Суть технологии в следующем. Намечается контур отделяемого фрагмента, по линии которого формируются шпуры — отверстия в породе. В отверстия помещаются клинья, которые при ударе обеспечивают отделение блоков по имеющейся линии. Данный способ подходит для добычи особенно твердых пород, не поддающихся распиливанию, например, гранит и габбро. Технология позволяет сохранить целостность блока, чем она похожа с камнерезным способом. Недостатком является то, что буроклиновый способ подходит для получения небольших кусков породы, т.е. технология не отличается высокой производительностью из-за чего она и не популярна сейчас.

* Бурогидроклиновой способ является более современным аналогом предыдущего метода. Суть технологии аналогична, единственым отличием является использование гидроклиньев вместо стальных. В гидроклинья под высоким давлением специальной установкой подается жидкость. Они расширяются и происходит разрушение породы. Способ обеспечивает откалывание очень больших кусков породы. Постепенное давление, отсутствие вибраций и шума обеспечивает сохранение структуры камня. Однако, гидромеханическое оборудование отличает высокая стоимость, а разрушение породы занимает продолжительное время.


Взрывной способ добычи – самый быстрый и дешевый. Фото Грунтовозов

* Алмазное пиление представляет собой современный высокоточный способ, основанный на использовании специализированных алмазно-канатных машин. Оборудование отличает гибкость канатам, которая придается благодаря использованию резиновых вставок в местах соединения. Машины с одним или несколькими канатами применяют как для добычи твердых пород: гранит и габбро, так для работы с карбонатными породами.

Суть способа состоит в выпиливании блока, отвалки его на песочную или гравийную подушку и последующей пассировке (раскраиванию). Способ отличается производительностью, но и продолжительностью и необходимостью применения вспомогательного оснащения — буровые установки. Технология имеет несколько преимуществ перед аналогами:

  • возможность выполнения пропилов в любой плоскости;
  • возможность получения фрагментов большого размера с двумя ровными поверхностями;
  • высокая механизация процесса, а, следовательно, сокращение числа рабочих;
  • компактность оборудования позволяет свободно размещать машины и повышать безопасность на карьере.

* Метод тихого взрыва сопоставим по мощности с буровзрывной технологией. Но в данном случае используются неразрушающие средства, не относящиеся к взрывчатым веществам, действие которых основано на их объемном расширении. Вещества смешивают с водой, получая пастообразную массу, которая заливается в заранее размеченные и сформированные отверстия. При застывании смесь расширяется и создает давление, достигающее 40-50 МПа, которого достаточно для разрушения породы. В зависимости от габаритов извлекаемого блока требуется тщательный расчет количества шпуров и их глубины, объема смеси.


После взрыва образуются каменные глыбы разных размеров. Фото Грунтовозов

* Щадящий взрыв, для выполнения работ используется шпуровый газовый генератор (ГДШ). Отделение каменных блоков осуществляется с помощью высокого давления газов, образующихся в результате сгорания пиротехнического состава, помещенного в специальные картриджи, которые располагаются в подготовленных шпурах. Поджиг осуществляется с помощью электрического или механического дистанционного устройства. Высокой скорости сгорания состава недостаточно для появления микротрещин.

Независимо от технологии добычи сырья следующими этапами работ являются дробление и сортировка. А это уже этапы производства.

Оборудование

Кроме представленного выше специализированного оборудования в процессе добычи, а также производства используется и другое оснащение:


Большая дробильная установка. Фото Грунтовозов

1) для подготовки территории используются экскаваторы, бульдозеры и грейдеры;

2) грузовой автомобильный транспорт, чаще всего, используются карьерные самосвалы, для доставки сырья;

3) питатели различных типов: вибрационные, пластинчатые, дисковые, барабанные, ленточные, винтовые — для подачи сырья на заводские установки;

4) дробилки нескольких типов: щековые, валковые, конусные, роторные, молотковые, центробежные — для измельчения породы до необходимых размеров;

5) грохоты — сортировочные вибросита.

Откуда берется

Полученную в результате добычи породу с помощью автотранспорта перевозят к горноперерабатывающему заводу, где с помощью питателей сырье подается в дробильно-сортировочные установки для измельчения и сортировки. При необходимости выполняется дополнительная обработка: промывка, пропитка битумом, окрашивание и шлифовка. Более подробно данные процессы и эксплуатируемое оборудование рассмотрены в отдельной статье.

Видео

Где купить

Приобрести щебень возможно напрямую у производителя или у поставщиков, контактные данные предприятия представлены здесь.

Читайте также: