Мосты

Виды песка и их значение в строительстве

Песок представляет собой рыхлый, фрагментированный, натуральный материал, в состав которого входят очень мелкие частицы разложившихся пород, кораллов.

Песок в строительстве мостов

Песок в основном используется в строительных целях: из него производятся асфальт и бетон. Он также применяется в ландшафтном дизайне, для облагораживания улиц, общественных мест и парковых зон, украшения набережных, улучшения пляжей. Конкретные виды песка являются основой в изготовлении стекла. Все формы для литья металлов имеют в своем составе песок. Некоторые виды песка употребляются в качестве абразива в пескоструйной промышленности. Пеcок идет на производство наждачной бумаги.

Песок использовался уже в 6000 г. до н.э. для измельчения и полировки камней, для производства заостренных инструментов. Первые шарики из стеклянной глазури, содержавшей песок появились в Египте примерно в 3500-3000 гг. до н.э..
Сегодня переработка песка — это многомиллиардный бизнес, которым занимаются небольшие предприятия, поставляющих песок и гравий. Задействованы и очень крупные, автоматизированные заводы, которые поставляют песок в больших объемах для самых разнообразных целей.

Обычный песок состоит из частиц кварца и полевого шпата. Частицы кварцевого песка бесцветные или слегка розоватые, а полевой шпат имеет розовый или янтарный цвет. Черный песок, например, обнаруженный на Гавайях, состоит из частиц обсидиана, образованных вулканической активностью. Другие сорта черного песка включают магнетит. Коралловые пески белые или серые, а пески, состоящие из фрагментов ракушек, обычно светло-коричневые. Белые пески в Мексиканском заливе состоят из гладких частиц известняка, известных как оолит. Белые пески Нью-Мексико содержат кристаллы гипса. Обычно гипс растворяется в дождевой воде, но область вокруг белых песков настолько высушивается, что кристаллы скапливаются, образуя волнистые дюны.

Кварцевые пески с высоким содержанием диоксида кремния используются для изготовления стекла. Когда кварцевые пески измельчаются, то получаются частицы с острыми угловыми краями, которые иногда используются для изготовления наждачной бумаги, для обработки древесины. Некоторые кварцевые пески образуют песчаники. Песчаник представляет собой осадочный, породоподобный материал, образованный давлением. Он состоит из частиц песка, удерживаемых вместе цементирующим материалом, таким как карбонат кальция. Несколько песчаников представляют собой скопления чистых частиц кварца. Они являются источником кремния, используемого для изготовления полупроводниковых кремниевых микросхем для микропроцессоров.

Формовочные пески или литейные пески используются для литья металлов. Они состоят из 80% -92% диоксида кремния, 15% оксида алюминия, 2% оксида железа. Содержание оксида алюминия придает формовочному песку надлежащие связывающие свойства, необходимые для удержания формы.

Береговой песок извлекается с побережий реки. Он не сортируется каким-либо образом, а используется в общем строительстве и озеленении.

Размер частиц у разных видов песка не одинаков, но в целом песок содержит частицы диаметром около 0,063-2,0 мм. Частицы меньшего размера классифицируются как ил. Большие частицы представляют собой либо гранулы, либо гравий. В строительном бизнесе все агрегатные материалы с частицами размером менее 6,4 мм классифицируются как мелкие заполнители. К ним относится и песок. Материалы с частицами от 6,4 мм до примерно 15,2 см классифицируются как крупные заполнители. Песок имеет плотность 1538-1,842 кг на кубический метр. Содержание воды между частицами песка может привести к существенному изменению его плотности.

Обработка песка

Подготовка песка состоит из 5 основных процессов: естественного разложения, экстракции, сортировки, промывки, дробления. Первый процесс занимает миллионы лет. Другие процессы занимают значительно меньше времени.

Перерабатывающая установка для обработки песка располагается, как правило, в непосредственной близости от природного месторождения материала для минимизации затрат на транспортировку. Если завод расположен рядом с песчаной дюной или пляжем, завод может обрабатывать только песок. Если производство находится рядом с руслом реки, то перерабатывается песок и гравий, потому что эти два материала часто смешиваются. Большинство установок являются стационарными. Они способны работать в одном и том же месте в течение десятилетий. Некоторые заводы мобильны: могут быть разбиты на отдельные компоненты, подлежащие буксировке на участок карьера. Мобильные заводы используются для удаленных строительных проектов, где поблизости нет стационарных заводов.

Мощность обрабатывающей установки измеряется в тоннах (за час выпуска продукции). Стационарные установки могут производить несколько тысяч тонн в час. Мобильные установки меньше (50,8-508 метрических тонн). Во многих местах завод по производству асфальта или смешанного бетона работает на том же участке, что и песко-гравийная установка. В этих случаях большая часть добычи песка и гравия подается непосредственно в запасы для асфальтовых и бетонных заводов.

Следующие этапы обычно используются для обработки песка и гравия для строительных целей.

1. Добыча песка может быть простой, так как производится методом выкапывания фронтальным погрузчиком. Некоторые пески достают из-под воды с помощью плавучих экскаваторов. Эти экскаваторы имеют длинную стрелу с вращающейся режущей головкой, чтобы размягчить песчаные отложения.
2. Если песок извлекается фронтальным погрузчиком, то он сбрасывается в грузовик или поезд, помещается на конвейерную ленту для транспортировки на ближайшую перерабатывающую установку. Если песок извлекается из-под воды с помощью экскаватора, то песок вместе с водой закачивается по трубопроводу на завод.
3. Добытый материал сначала смешивают с водой, а затем выгружают через большой перфорированный экран для отделения пород, глыб глины, прочих посторонних материалов. Если материал имеет большие примеси глины или почвы, то он проходит через мельницу с лезвиями, которая разбивает материал на более мелкие куски.
4. Материалы промываются для дальнейшего скрининга. Большие гравийные частицы отделяются, подвергаются скринингу. Меньшие частицы песка отделяются, опускаясь на дно бункера. Вода и ил откачиваются из сортировочного резервуара.
5. Песок удаляется из бункеров. Пески разного размера затем снова промываются для удаления остаточного ила, транспортируются конвейерными лентами в хранилища.
6. Некоторые пески измельчаются для получения определенного размера или формы. Дробилка может представлять собой тип вращающегося конуса, в котором песок падает между верхним вращающимся конусом и нижним неподвижным конусом.

Большинство крупных агрегатных заводов используют компьютер для управления процессами обработки. Скорость подачи поступающего материала, скорость вибрации сортировочных экранов, скорость потока воды через резервуар для сортировки песка определяют пропорции готовой продукции.

Производство песка и гравия во многих странах подвергается все более жестким ограничениям. Часто требуется специальное разрешение на добычу песка из рек, ручьев и других водных путей. Стоимость специальных исследований, необходимых для получения этих разрешений, зачастую слишком дорога для более мелких компаний. В других случаях наличие жилья вблизи перерабатывающих предприятий привело к ограничениям в отношении шума, пыли и грузовых перевозок. Общий результат этих ограничений привел в настоящее время к тому, что затраты на транспортировку песка и гравия, используемых для строительства, выросли, а в будущем будут только увеличиваться.

Мост через Керченский пролив — строящийся транспортный переход через Керченский пролив. Планируется возвести мост с железнодорожным и автодорожным проездами. Проектом предусмотрено, что мост должен соединить Керченский и Таманский полуострова, для чего необходимо пересечь фарватер Керченского пролива, а далее пройти через остров Тузла и Тузлинскую косу. Дорожная развязка моста со стороны Тамани строится одновременно и для моста, и для строящегося крупнейшего порта России на Чёрном Море — порта Тамань. Мост является частью создаваемой кольцевой дороги вокруг Чёрного моря для нужд черноморских государств, на 450 км сокращая дорогу без необходимости объезда через Ростов-на-Дону.

крымский мост

К концу 2018 года должен состояться запуск автомобильной части моста, в конце 2019 года — железнодорожной. Мост и автомобильные подходы к нему должны стать частью автострады А-290 Керчь — Новороссийск. Для скоростного движения по Крыму к мосту будет примыкать новая федеральная трасса «Таврида» А-150 (Керчь-Симферополь-Севастополь) вводимая в строй поэтапно с 2018 года,  что должно разгрузить текущие дороги М-17 и Н-06.

Крымский мост является крупнейшим объектом федеральной целевой программы «Социально-экономическое развитие Республики Крым и города Севастополя до 2020 года» с основной целью повышение ВВП на душу населения в Крыму от характерного для экономики Украины до среднего уровня по России, который примерно в 4 раза выше. Это предполагается сделать в том числе путем сокращения инфляции в Крыму и увеличения туристического потока за счет улучшения транспортного сообщения.

Для ускорения строительства моста была выбрана технология возведения пролётов из металлоконструкций, а для сложного морского участка с илистым грунтом толщиной до 16 метров используются металлические трубчатые сваи. Интенсивное использование металлических конструкций, в том числе погружённых в морскую воду, потребовало применения инновационных антикоррозийных технологий, а также расчётов толщины металлических конструкций с учётом скорости коррозии. Несмотря на санкции введенные против моста со стороны США, мост строится с широкой международной кооперацией с использованием передовых технологий и материалов от ExxonMobil, 3M, AkzoNobel, Exova и др.

Сложные тектонические условия в зоне возможных землетрясений и слой пластичных осадочных пород ила на дне пролива потребовали создать весьма длинный свайный фундамент до полутвёрдых глин на глубине до 58 метров, для чего были использованы сваи длиной до 94 метров.

Экономическая эффективность инвестиций в мостовой переход и федеральная целевая программа

Наличие крупных портов с лёгкой доставкой грузов железной и автомобильной дорогой через мост в Крым и далее транзитом в сторону Украины и Евросоюза резко сократит стоимость доставки и, следовательно, снизит стоимость товаров в Крыму. В данный момент уровень цен в Крыму существенно выше соседнего Краснодарского Края из-за логистических издержек.

Очень низкая стоимость перевалки грузов через современный порт Тамань с мощными траспортными подходами сделает также нецелесообразным работу и модернизацию многих малых портов Чёрного моря. Поскольку многие туристы предпочитают посещать побережье Чёрного моря на собственных автомобилях и железнодорожным транспортом, то введение в строй Керченского моста должно на 4 миллиона увеличить поток туристов из материковой России или на 40 % с соответствующим увеличением благосостояния крымчан работающих в туристической отрасли. Снижение инфляции в Крыму и рост доходов региона даст ему экономический толчок для развития и постепенного выравнивания доходов населения со средним в Российской Федерации к 2020 году в рамках федеральной целевой программы республики Крым и города Севастополя. Независимый мониторинг выполнения программы от канадской Gfk показывает, что программа движется в сторону намеченных экономических показателей и более половины крымчан уже фиксируют увеличение доходов, в том числе 21 % значительное увеличение.