38. Обогащение и фракционирование песка

Если имеющиеся на месте пески по зерновому составу или содержанию примесей не соответствуют требованиям стандарта, а доставка качественного песка сопряжена с большими расходами, то экономически целесообразно обогащать пески. Обогащение песка состоит в удалении зерен крупнее 5 мм, отмывке пылевидных, илистых и глинистых частиц и улучшении зернового состава.Отделение зерен гравия производят грохочением песка на вибрационных плоских или в барабанных грохотах.Промывку песка с целью удаления пылевидных, илистых и глинистых примесей осуществляют в пескомойках или классификаторах различной конструкции.

Промывка песка состоит в перемешивании и перетирании его в водной среде, в результате чего глинистые включения и пленки, покрывавшие поверхность зерен песка, диспергируют и вместе с пылевидными примесями переходят в шлам, сливаемый при непрерывной подаче чистой воды. Подобным образом работаюг применяемые иногда корытные, драговые и другие пескомойки, при получении песка сортировкой природной песчано-гравийной смеси на грохотах промывку его нередко производят непосредственно при грохочении путем орошения грохотов водой с последующим удалением загрязненной воды. Качество промывки при этом, как правило, ниже, чем при использовании специальных ескомоек.

Промывка песка вызывает необходимость его последующего безвоживания, что усложняет технологический процесс, особенно в зимнее время. Поэтому заслуживают внимания также и сухие способы обогащения, например путем продувки сбрасываемого еска потоком воздуха. Таким способом, конечно, нельзя удалить пленки глины с поверхности зерен природного песка, но пылевидные частицы из дробленого песка, в том числе из отсевов камнедробления, удаляются. Основная цель обогащения — обеспечение требуемого зернового состава песка. В ряде районов страны пески местных месторождений слишком мелки. При их использовании в бетонах неизбежен перерасход цемента на 20 ... 30, а иногда и на 50%. Такие пески целесообразно обогащать добавкой привозного природного крупного или дробленого песка.

Согласно ГОСТ 10268—80, в качестве крупной фракции для обогащения мелких природных песков можно применять дробленый песок, в частности из отсевов дробления.Перспективным направлением, уже осуществляемым в промышленности нерудных материалов, является фракционирование песка, т. е. разделение его по крупности зерен на фракции. Последующее раздельное дозирование фракций при приготовлении бетонной смеси обеспечивает постоянство зернового состава песка. Это мероприятие предусмотрено действующими стандартами.

39. Технические требования к гравию

Гравий должен применяться в виде следующих фракций, раздельно дозируемых при приготовлении бетона: 5 ... 10; 10 ... 20; 20 ... 40; 40 ... 70 мм. Допускается использование гравия фракций 3 ... 10 мм, а для гидротехнического бетона также 40 ... 80 и 80 ... 120 мм. Кроме того, допускается поставка гравия в виде смеси двух фракций, например 5 ...20 мм.

Зерновой состав фракций должен находиться в пределах области, показанной на 5.9. В отдельных случаях предъявляются более жесткие требования. Так, для фракций гравия с наименьшим размером зерен 5(3) мм содержание более мелких примесей (запесоченность) ограничивается 5%. В гравии, предназначенном для бетонирования тонкостенных конструкций, разрешается содержание примеси зерен крупнее наибольшего номинального размера данной фракции не более 5%-

Для оценки прочности гравий испытывают на дробимость в стальном цилиндре по методике, описанной в гл. 2.

Поскольку зерна гравия состоят, как правило, из обломков различных горных пород и неоднородны по прочности, вышеперечисленные интервалы пределов прочности можно отнести к средним показателям. Дополнительно стандарты устанавливают ограничения по содержанию в гравии зерен слабых пород. Слабыми считаются породы с пределом прочности при сжатии в насыщенном водой состоянии менее 20 МПа.

Содержание слабых зерен в гравии определяют посредством разборки средней пробы с визуальной оценкой, проверкой прочности зерен легкими ударами молотка или проверкой твердости зерен царапанием их стальной (для изверженных и метаморфических пород) или алюминиевой (для осадочных карбонатных пород) иглой. На слабых зернах игла оставляет царапину, на прочных— нет.

Для выявления слабых зерен в крупном заполнителе можно использовать также механический индикатор, фиксирующий усилие при «откусывании» кусочка от каждого зерна. Содержание зерен слабых пород в гравии марок Др8, Др12 и Др16 допускается не более 10%, в гравии марки Др24 — не более 15%.

ГОСТ 10268—80 «Бетон тяжелый. Технические требования к заполнителям» устанавливает, что марка гравия должна быть не ниже: Др8 — для бетонов с пределом прочности при сжатии 40 МПа и выше; Др12 — для бетонов с пределом прочности от 30 до 40 МПа; Др16 — для бетонов с пределом прочности ниже 30 МПа. Применение для тяжелого бетона гравия марки Др24 не предусмотрено.

При использовании гравия для получения бетонов t заданным пределом прочности 40 МПа и выше, а гравия с гладкой поверхностью также и для бетона с пределом прочности 30 МПа и выше требуется предварительное испытание в бетоне.

Для бетона транспортных сооружений, рассчитываемых на выносливость, применение гравия не допускается. Подобные ограничения предусмотрены и для ряда других конструкций и изделий.

Зерен пластинчатой (лещадной) или игловатой формы (когда один из размеров зерна может превышать другой в 3 раза и более) в гравии допускается не более 35% (по массе). Это требование вызвано главным образом тем, что подобные зерна ухудшают удобоукладываемость бетонных смесей. Для бетонов специального назначения могут вводиться дополнительные ограничения.

Содержание в гравии отмучиваемых пылевидных, илистых и глинистых частиц не должно превышать 1%. Особенно опасна глина, обволакивающая зерна гравия, и в виде комков, которых не должно быть более 0,25%.

Ограничения по содержанию органических примесей, определяемому колориметрической пробой, аналогичны установленным для песка и описанным выше. Это же относится и к ограничениям по содержанию рудных минералов, сернокислых и сернистых соединений, аморфных разновидностей кремнезема. Последние в гравии могут быть представлены в большем разнообразии, чем в песке. Необходимо, в частности, обратить внимание на зерна гравия из кремня, опоки, а также песчаника, поскольку в нем часто содержится реакционноспособный опаловый или халцедоновый «цемент». Взаимодействуя со щелочами в бетоне, активный кремнезем может оказаться очень опасным. По данным А. Д. Гумуля-ускаса, в одном из гравийных карьеров, разрабатываемых в Литовской ССР, содержится до 2% аморфного кремнезема. Из-за этого прочность бетона может уменьшиться вдвое, в несколько раз могут увеличиться деформации ползучести (что обнаруживается не сразу, а примерно через 2 года эксплуатации конструкций).

В ряде случаев стандартами предусмотрено испытание гравия на морозостойкость.