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.

Строительство мостов в последние десятилетия приобрело невиданный размах. Как никогда ранее, по всему миру строятся всё новые и новые мосты — всё длиннее и всё выше, всё оригинальнее и всё технически совершеннее.

Искусство и наука возведения мостов достигли сегодня удивительного уровня развития. И обывателей, и специалистов ныне удивляют и восхищают не только размеры перекрываемых пространств, изысканность и разнообразие применяемых технических решений, но и значительно сократившиеся сроки строительства мостов. Зачастую, всего за несколько месяцев, совершенно на пустом месте, возникают поразительные, прекрасные и технически совершенные мостовые сооружения.
Статические схемы мостов разнообразны и, в каждом конкретном случае, в соответствие требованиям к будущему мосту, условиям его строительства и эксплуатации, а так же другим показателям, мостостроители определяют для моста наиболее эффективную и рациональную схему

Самыми эффектными мостовыми сооружениями в наши дни являются, пожалуй, большепролётные висячие и вантовые мосты [1]. Вероятно, найдётся совсем немного людей, кого оставят равнодушным взметнувшиеся ввысь, к облакам, изящные 200 — 300 метровые геометрически выверенные стрелы пилонов, или парящие в воздухе огромные пролётные строения мостов, или сама возможность легко перемахнуть через большую водную преграду (либо через глубокое ущелье) по современному высокотехнологичному красавцу мосту?

Идея построить висячий мост новой конструкции пришла из концепции строительства большепролётных светопрозрачных защитных сооружений, где основными несущими элементами большепролётных покрытий являются многопоясные тросовые системы

Обладая огромной прочностью и прекрасными несущими способностями, многопоясные тросовые системы, применённые в мостостроении, думается, смогут внести свой вклад в развитие большепролетных висячих мостов и занять там своё место. Внешнее отличие моста с многопоясными тросовыми системами, от большепролётных висячих мостов известных сегодня конструкций, заключается в том, что ему не требуются высокие опоры и пилоны, а плита проезжей части моста располагается поверх поддерживающих её тросов. В большепролётных висячих и вантовых мостах, как известно, дорожное полотно подвешено на несущих кабелях (или вантах) и располагается ниже их