Agregat budowlany

Nie należy mylić z Aggregate (kompozyt) lub Aggregate (geologia) .
Kamieniołom wapienia . _
bazaltowe lub kruszywo o grubości 10 mm do betonu, zwane w Australii „niebieskim metalem”.
Kruszywo sortowane 20 mm.
Zakład wydobycia żwiru i piasku w hrabstwie Međimurje w Chorwacji .

Kruszywo budowlane lub po prostu kruszywo to szeroka kategoria gruboziarnistych i średnioziarnistych materiałów sypkich stosowanych w budownictwie , w tym piasku , żwiru , tłucznia kamiennego , żużla , betonu pochodzącego z recyklingu i kruszyw geosyntetycznych. Kruszywa to najczęściej wydobywane surowce na świecie. Kruszywa są składnikiem materiałów kompozytowych, takich jak beton i asfalt ; kruszywo służy jako wzmocnienie w celu zwiększenia wytrzymałości całego materiału kompozytowego. Ze względu na stosunkowo wysoką przewodność hydrauliczną w porównaniu z większością gruntów, kruszywa są szeroko stosowane w zastosowaniach odwadniających, takich jak dreny fundamentowe i francuskie , szamba, dreny murów oporowych, dreny brzegowe. Kruszywa są również wykorzystywane jako materiał bazowy pod fundamenty, drogi i linie kolejowe . Innymi słowy, kruszywa są stosowane jako stabilne podłoże lub podłoże drogowe/kolejowe o przewidywalnych, jednolitych właściwościach (np. w celu zapobieżenia nierównomiernemu osiadaniu pod drogą lub budynkiem) lub jako niedrogie rozszerzenie, które wiąże się z droższym cementem lub asfaltem formować beton. Chociaż większość rodzajów agregatów wymaga postaci środka wiążącego, istnieją rodzaje agregatów samowiążących , które nie wymagają żadnej formy środka wiążącego.

W Europie zakresy wielkości są określane jako d / D , gdzie d oznacza najmniejszą, a D oznacza największą siatkę o kwadratowych oczkach, przez którą mogą przejść cząstki. Preferowane rozmiary dla konkretnych zastosowań są ujęte w normie europejskiej EN 13043 dla budownictwa drogowego, EN 13383 dla większego kamienia pancernego, EN 12620 dla kruszywa betonowego, EN 13242 dla warstw podłoża w budownictwie drogowym i EN 13450 dla podsypki kolejowej.

Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów publikuje wyczerpującą listę specyfikacji, w tym ASTM D 692 i ASTM D 1073, dla różnych kruszyw budowlanych, które dzięki indywidualnemu projektowi nadają się do określonych celów budowlanych. Produkty te obejmują określone rodzaje kruszyw grubych i drobnych przeznaczonych m.in. jako dodatki do mieszanek asfaltowych i betonowych oraz innych zastosowań budowlanych. Stanowe departamenty transportu dalej udoskonalają specyfikacje materiałów kruszywowych w celu dostosowania wykorzystania kruszywa do potrzeb i dostępnej podaży w poszczególnych lokalizacjach.

Źródła tych podstawowych surowców można podzielić na trzy główne obszary: eksploatacja złóż kruszyw mineralnych, w tym piasku, żwiru i kamienia; wykorzystanie odpadowego żużla z produkcji żelaza i stali; oraz recykling betonu, który sam jest wytwarzany głównie z kruszyw mineralnych. Ponadto istnieją pewne (drobne) materiały, które są używane jako specjalne lekkie kruszywa: glina , pumeks , perlit i wermikulit .

Historia

Ludzie od tysięcy lat używali piasku i kamienia jako fundamentów. Znaczne udoskonalenie produkcji i wykorzystania kruszywa nastąpiło w okresie Cesarstwa Rzymskiego , które wykorzystywało kruszywo do budowy rozległej sieci dróg i akweduktów. Wynalazek betonu, który był niezbędny dla architektury wykorzystującej łuki, stworzył natychmiastowe, trwałe zapotrzebowanie na kruszywa budowlane.

Witruwiusz pisze w De architectura :

Oszczędność oznacza właściwe zarządzanie materiałami i placem budowy, a także oszczędne równoważenie kosztów i zdrowego rozsądku przy budowie robót. Będzie to przestrzegane, jeśli przede wszystkim architekt nie żąda rzeczy, których nie można znaleźć lub przygotować bez wielkiego kosztu. Np.: nie wszędzie jest dużo piasku dołkowego, gruzu, jodły, jasnej jodły, marmuru... Tam, gdzie nie ma piasku dołkowego, trzeba użyć tego, który wymywają rzeki lub morze. i inne problemy, które musimy rozwiązać w podobny sposób.

Nowoczesna produkcja

Pojawienie się nowoczesnych metod strzałowych umożliwiło rozwój kamieniołomów , które są obecnie wykorzystywane na całym świecie, wszędzie tam, gdzie występują właściwe złoża podłoża skalnego o jakości kruszywa. W wielu miejscach nie występują dobre złoża wapienia , granitu , marmuru lub innych skał macierzystych dobrej jakości . Na tych obszarach wydobywa się naturalny piasek i żwir do wykorzystania jako kruszywo. Tam, gdzie nie ma ani kamienia, ani piasku i żwiru, popyt na roboty budowlane jest zwykle zaspokajany przez wysyłkę kruszywa koleją, barką lub ciężarówką . Dodatkowo zapotrzebowanie na kruszywa można częściowo zaspokoić poprzez wykorzystanie żużla i betonu z recyklingu . Jednak dostępne tonaże i gorsza jakość tych materiałów sprawiają, że nie są one realnym zamiennikiem wydobywanych kruszyw na dużą skalę.

San Francisco wydobywa się rocznie ponad 1 milion ton .

Duże kamieniołomy oraz kopalnie piasku i żwiru istnieją w pobliżu praktycznie wszystkich skupisk ludności ze względu na wysokie koszty transportu w stosunku do niskiej wartości produktu. Przewóz kruszywa powyżej 40 kilometrów jest zazwyczaj nieekonomiczny. Są to kapitałochłonne , wykorzystujące duży sprzęt do robót ziemnych, przenośniki taśmowe i maszyny specjalnie zaprojektowane do kruszenia i oddzielania różnej wielkości kruszyw, w celu tworzenia oddzielnych zapasów produktów.

Według USGS produkcja tłucznia w USA w 2006 roku wyniosła 1,72 miliarda ton o wartości 13,8 miliarda dolarów (w porównaniu z 1,69 miliarda ton o wartości 12,1 miliarda dolarów w 2005 roku), z czego 1080 milionów ton wapienia o wartości 8,19 miliarda dolarów pochodziło z 1896 kamieniołomów, granitu 268 milionów ton o wartości 2,59 miliarda dolarów z 378 kamieniołomów, traprock to 148 milionów ton o wartości 1,04 miliarda dolarów z 355 kamieniołomów, a pozostałe rodzaje kamienia z 729 kamieniołomów. Wapień i granit są również produkowane w dużych ilościach jako kamień wymiarowy . Zdecydowana większość tłucznia jest przewożona ciężarówkami z kamieniołomu/zakładu do pierwszego punktu sprzedaży lub użytkowania. Według USGS produkcja piasku i żwiru w USA w 2006 roku wyniosła 1,32 miliarda ton o wartości 8,54 miliarda dolarów (w porównaniu z 1,27 miliarda ton o wartości 7,46 miliarda dolarów w 2005 roku), z czego 264 miliony ton o wartości 1,92 miliarda dolarów wykorzystano jako kruszywo do betonu. Zdecydowana większość z nich została ponownie przewieziona ciężarówkami zamiast pociągu elektrycznego .

Obecnie całkowity zagregowany popyt w USA według sektorów rynku końcowego wynosił 30–35% na budynki niemieszkalne (biura, hotele, sklepy, zakłady produkcyjne, budynki rządowe i instytucjonalne i inne), 25% na autostrady i 25% na mieszkania .

Materiały z recyklingu

Materiał z recyklingu, taki jak żużel wielkopiecowy i żużel stalowniczy, może być używany jako kruszywo lub częściowo zastępujący cement portlandzki . Wielki piec i żużel stalowniczy są chłodzone powietrzem lub wodą. Chłodzony powietrzem żużel może być używany jako kruszywo. Chłodzony wodą żużel wytwarza szklane cząstki wielkości piasku (granulowane). Dodatek wolnego wapna do wody podczas schładzania nadaje granulowanemu żużlowi hydrauliczne właściwości cementujące.

W 2006 roku, według USGS , sprzedano lub zużyto chłodzony powietrzem żużel wielkopiecowy w Stanach Zjednoczonych za 7,3 miliona ton o wartości 49 milionów dolarów, granulowany żużel wielkopiecowy sprzedany lub użyty w Stanach Zjednoczonych za 4,2 miliona ton o wartości 318 milionów dolarów, a stal żużel piecowy sprzedany lub użyty w USA wyniósł 8,7 miliona ton o wartości 40 milionów dolarów. Sprzedaż żużla wielkopiecowego chłodzonego powietrzem w 2006 r. dotyczyła podłoży i nawierzchni drogowych (41%), betonu asfaltowego (13%), betonu towarowego (16%), a pozostała część do innych zastosowań. Sprzedaż granulowanego żużla wielkopiecowego w 2006 r. dotyczyła wykorzystania w materiałach cementowych (94%), a pozostała część do innych zastosowań. Sprzedaż żużla stalowniczego w 2006 r. dotyczyła stosowania w podłożach i nawierzchniach dróg (51%), betonie asfaltowym (12%), do wypełniania (18%), a pozostała część do innych zastosowań.

Recyklingowe kruszywo szklane kruszone do niewielkich rozmiarów zastępuje w wielu projektach budowlanych i użytkowych zamiast kruszywa grochowego czy tłucznia skalnego. Kruszywo szklane nie jest niebezpieczne w obsłudze. Może być stosowany jako podkład pod rury — umieszczany wokół rur kanalizacyjnych, burzowych lub wody pitnej w celu przeniesienia ciężaru z powierzchni i ochrony rury. Innym powszechnym zastosowaniem jest wypełnienie do wyrównania poziomu posadzki betonowej z fundamentem. Wykorzystanie kruszywa szklanego pomaga zamknąć pętlę recyklingu szkła w wielu miejscach, gdzie szkła nie można przetopić na nowe szkło.

Same kruszywa można poddać recyklingowi jako kruszywa. Kruszywo nadające się do recyklingu jest zwykle skoncentrowane na obszarach miejskich. Podaż kruszywa pochodzącego z recyklingu zależy od fizycznego rozkładu i rozbiórki konstrukcji. Mobilne zakłady recyklingu eliminują koszty transportu materiału do centrali. Materiał z recyklingu ma zazwyczaj zmienną jakość.

Wiele kruszyw jest poddawanych recyklingowi do innych celów przemysłowych. Wykonawcy oszczędzają na kosztach utylizacji, a mniej kruszywa jest zakopywane lub układane w stosy i porzucane. w Bay City w stanie Michigan istnieje program recyklingu niewykorzystanych produktów, takich jak mieszany beton, bloki, cegły, żwir, groszek i inne zużyte materiały. [ Potrzebne źródło ] Materiał jest kruszony między innymi w celu zapewnienia podłoża pod drogi i podjazdy.

Według USGS w 2006 r. 2,9 miliona ton cementu portlandzkiego (w tym kruszywa) o wartości 21,9 mln USD zostało poddanych recyklingowi, a 1,6 mln ton asfaltobetonu (w tym kruszywa) o wartości 11,8 mln USD zostało poddanych recyklingowi, w obu przypadkach w wyniku operacji kruszenia kamienia. Znacznie więcej obu materiałów jest poddawanych recyklingowi przez firmy budowlane i rozbiórkowe, które nie są uwzględnione w badaniu USGS. W przypadku piasku i żwiru badanie wykazało, że 4,7 mln ton cementobetonu o wartości 32,0 mln USD zostało poddanych recyklingowi, a 6,17 mln ton asfaltobetonu o wartości 45,1 mln USD zostało poddanych recyklingowi. Ponownie, więcej obu materiałów jest poddawanych recyklingowi przez firmy budowlane i rozbiórkowe, których nie ma w tym badaniu USGS. Stowarzyszenie Recyklingu Materiałów Budowlanych podaje, że rocznie produkuje się 325 milionów ton nadających się do odzysku materiałów budowlanych i rozbiórkowych. [ potrzebne źródło ]

Materiały organiczne

Wiele kruszyw geosyntetycznych jest wytwarzanych z materiałów pochodzących z recyklingu. Tworzywa sztuczne nadające się do recyklingu mogą być ponownie wykorzystane w kruszywach. Na przykład linie produktów EZflow firmy Ring Industrial Group są produkowane z kawałków kruszywa geosyntetycznego, które w ponad 99,9% składają się z polistyrenu pochodzącego z recyklingu . Ten polistyren, który w przeciwnym razie miałby trafić na wysypisko, jest zbierany, topiony, mieszany, przeformułowany i ekspandowany w celu utworzenia kruszyw o małej gęstości, które zachowują wysokie właściwości wytrzymałościowe przy obciążeniach ściskających. Takie kruszywa geosyntetyczne zastępują konwencjonalny żwir, jednocześnie zwiększając porowatość, zwiększając przewodność hydrauliczną i eliminując drobne „drobne” pyły nieodłącznie związane z kruszywami żwirowymi, które w przeciwnym razie służą do zatykania i zakłócania działania wielu systemów odwadniających. [ potrzebne źródło ]

Kilka grup próbowało użyć mielonych opon jako części kruszywa betonowego. Rezultat jest twardszy niż zwykły beton, ponieważ może się zginać zamiast pękać pod naciskiem. Jednak opony zmniejszają częściowo wytrzymałość na ściskanie, ponieważ cement słabo wiąże się z gumą. Pory w gumie wypełniają się wodą podczas mieszania betonu, ale stają się pustymi przestrzeniami, gdy beton twardnieje. Jedna grupa wywierała nacisk na beton podczas wiązania, zmniejszając objętość porów.

Kruszywo z recyklingu w Wielkiej Brytanii

Kruszywo pochodzące z recyklingu w Wielkiej Brytanii powstaje w wyniku przetwarzania materiałów budowlanych . Aby upewnić się, że kruszywo jest obojętne , jest ono produkowane z materiałów przetestowanych i scharakteryzowanych zgodnie z europejskimi kodami odpadów .

Według Quarry Products Association w 2008 roku wyprodukowano 210 milionów ton kruszywa, w tym 67 milionów ton produktu pochodzącego z recyklingu. W ramach programu działań w zakresie odpadów i zasobów opracowano protokół jakości dla regulowanej produkcji kruszyw pochodzących z recyklingu.

Zobacz też

Cytaty

Źródła

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Construction_aggregate&oldid=1117796017 ”