Дипломная работа: Екологічні аспекти видобування піску на прикладі об`єктів Чернігівської області

Питома вага пісків залежить від їхнього мінералогічного складу і звичайно коливається в межах 2,5-2,9; об'ємна вага 1,5- 1,7; коефіцієнт фільтрації піску змінюється в широких межах від 1 до 50 м/доба. Пісок кар'єрний складається головним чином із кварцу, польових шпатів, слюди, глауконіту, вулканічного скла й інших мінералів і уламків гірських порід. Крім цього, у ньому можуть бути присутнім рідкі (акцесорні) мінерали. Такі як золото, платина, алмаз, сапфір, рубін, і багато хто інші. Частина цих речовин нерідко витягається як корисні копалини.

Призначення кар`єрного піску:

- будівництво доріг;

- будівництво будинків споруджень;

- виробництво залізобетонних конструкцій;

- виробництво сухих будівельних сумішей;

- використовується комунальному господарстві;

- використовується в сільському господарстві;

У природних заляганні пісок звичайно є гарною підставою фундаментів споруджень. Розрахункові опори піщаних ґрунтів приймаються в 1-5 кг/см² і для кожного конкретного випадку визначаються нормами будівельного проектування в залежності від щільності піску, його вологості і гранулометричного складу, а також від роду і призначення спорудження. Пісок кар'єрний легко розмивається струменем води і може транспортуватися в її потоці. Цією властивістю користуються для видобутку піску, а також для зведення земляних споруджень гідравлічним способом [20].

Цю популярна порода, що широко використовують у будівництві й у багатьох інших галузях промисловості. З деяких сортів виготовляють скло, керамічні вироби, фаянс і інші вироби. При виробництві будівельних матеріалів, наприклад, бетонів і розчинів, пісок служить заповнювачем. У цьому випадку до нього пред'являються визначені вимоги у відношенні зернового складу, змісту глинистих і пилуватих часток.

2.5 Зерновий склад піску

Зерновий, або гранулометричний, склад піску характеризується змістом у ньому зерен різної крупності і визначається просіванням середньої проби через сита. Набір стандартних сит для просівання піску включає сита на 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 і 0,16 мм.

Сита на 10 і 5 мм служать для виявлення засміченості піску зернами гравію або щебеню. Зерен крупніше 10 мм допускається не більш 0,5% (по масі), а крупніше 5 мм: у природному - не більш 10%, у дробленому з відсівань - до 15, у збагачених пісках - до 5%. Зерновій склад піску визначається після просівання його крізь сито з отворами 5 мм, тобто після видалення великих включень [10].

Пробу сухого піску масою 1000 м висипають на сито з отворами 2,5 мм, під яким розташовуються інші сита (у порядку послідовного зменшення розмірів отворів) і піддон. Після просівання піску через сита механічним або ручним струшуванням визначають приватні залишки на ситах, що виражаються у відсотках до загальної маси проби, і повні залишки, що вийшли б на кожнім ситі, якби всю пробу піску просівали тільки крізь нього. Повні залишки знаходять підсумовуванням приватних залишків на даному ситі і всіх ситах з більш великими отворами.

Коефіцієнт варіації модуля крупності пісків, застосовуваних для бетону гідротехнічних споруджень, не повинний перевищувати 10%.

При використанні пісків зернового складу, що рекомендується, забезпечується одержання найкращих по властивостях бетонних сумішей при найменшій витраті цементу. Вимоги стандартів базуються на результатах наукових досліджень і багатому практичному досвіді. Разом з тим ці вимоги не завжди категоричні. Так, при відповідному техніко-економічному обґрунтуванні допускається використання в бетонах з межею міцності 20 МПа і вище пісків з модулем крупності менш 2. Оскільки щільність зерен піску при даному його мінералогічному складі, як правило, коливається мало, можна вважати, що пустотність в основному зв'язана з насипною щільністю: чим більше насипна щільність, тим менше пустотність. Зернові склади, що рекомендуються стандартами, забезпечують найбільшу насипну щільність піску, найбільш компактне упакування його часток при найменшої пустотності. Насипна щільність сухого природного кварцового піску складає приблизно 1500... 1600 кг/м³ , пустотність - 30...40%.

Цементне тісто в бетонній суміші обволікає зерна піску, покриваючи їхню поверхню тонким шаром (звичайно від 0,01 до 0,1 мм). Чим більше питома поверхня зерен піску, тим великим буде витрата цементу на їхнє обволікання і розсунення. Питома поверхня складає для фракції 2,5...5 мм близько 10 см² /м, а для дрібних фракцій піску-100 ... 300 см² /м. Питома поверхня середньозернистих природних пісків - 40...70 см² /м, або 4...7 м² /кг.

2.6 Вміст домішок в піску

У піску, як правило, маються домішки, небажані в бетоні. Тому стандартами обмежується їхній зміст.

Наявність у піску пилоподібних, глинистих і мулистих домішок (часток розміром менш 0,05 мм) визначається звичайно відмулюванням, що складається у відмиванні піску водою по визначеній стандартній методиці. Навішення сухого піску в судині заливають водою і витримують 2 год., періодично перемішуючи. Через 2 хв. після перемішування верхній шар води над піском зливають, додають чисту воду і продовжують промивання піску, зливаючи забруднену і додаючи чисту воду доти, поки вода над піском після перемішування не буде залишатися прозорої [21].

Допускається прискорене визначення вмісту часток, що відмучуються, піпеточним методом, що також складається в промиванні піску водою, але відрізняється тим, що виміряється не втрата в масі проби піску, а вміст пилоподібних і глинистих часток, що перейшли у воду. Для цього забруднену воду (суспензію) після промивання піску набирають у пипетку визначеної місткості і виливають у чашку. Потім воду випарюють у сушильній шафі при температурі 105...110°С и з