Материал для производства щебня: как производится и где применяется

как производится и где применяется

Что такое щебень

Щебень – это раздробленный камень. Большая часть щебня производится в карьерах, где специальным оборудованием дробят более крупную породу на небольшие частицы. Щебень нельзя получить естественным путем в отличие от гравия. Это всегда результат промышленного производства.

Обновлено 17 ноября, 2020

Из чего производится щебень

Для производства щебня используют многочисленные породы камня: базальт, гранит, известняк, доломит, керамзит, сланец, перлит. Вторичный щебень получают из искусственных строительных материалов: бетона, кирпича, асфальта и т.д.

Используемый для производства камень определяет свойства щебня. Некоторые породы отличаются более мягкой текстурой, некоторые – более твёрдые. Разные породы по-своему реагируют на давление, и связываются по-разному с песком, водой и различными строительными материалами.

Давайте рассмотрим свойства основных пород камня, используемых для производства щебня.

• Базальт. Вулканическая порода, которую применяют для дорожных покрытий, в качестве заполнителя для бетона, а также для каменной кладки.
• Гранит. Вулканическая порода, прочная и легко полируемая. В строительстве используют для устройства опор мостов и искусственных русел рек.
• Известняк. Наиболее широко используемая порода для производства щебня во всем мире. Легко дробится, широко доступен. Используется для производства товарного бетона, в дорожном строительстве, на железных дорогах.
• Песчаник. Осадочная порода, используемая в основном для производства бетона и искусственного камня. Состав и свойства текстуры не позволяют использовать песчаник в качестве строительного камня.
• Сланец. Метаморфическая порода, легко расслаивающаяся. Это свойство позволяет использовать его для производства черепицы и некоторых типов покрытий тротуаров.
• Кварцит. Метаморфическая порода, применяемая в строительных блоках и плитах. Также используется в качестве заполнителя в товарном бетоне.

Как производят щебень

В каменном карьере крупные камни дробят с помощью дробилки. Существует много типов дробилок, задача их одна: дробить большие камни на мелкие части, которые будут использованы для изготовления строительных материалов.

После дробления полученный щебень пропускают через машины-грохоты, с помощью которых щебень разделяется на различные фракции в зависимости от размера гранул.

Сначала отделяется самая крупная фракция, затем – поменьше, и в конечном итоге остается каменная пыль.

Это важная часть процесса: разные сорта щебня используются для разных задач. В бетон не добавляют большие камни, а в дренажных системах не нужна каменная пыль.

После сортировки щебень готов к транспортировке из карьера: его вывозят непосредственно на строительные площадки, бетонные заводы либо доставляют компаниям-дистрибьюторам, занимающимся розничной продажей.

Когда щебень начали использовать в строительстве

Щебень – сравнительно новый стройматериал. Фактически, его не использовали до второй половины XX века. Почему? – Не существовало оборудования для эффективного дробления и перевозки камня.

Сам по себе щебень относительно дешёв, но транспортировка его затратна. Не всегда можно производить щебень непосредственно на месте строительства, а для вывоза и погрузки изначально стали использовать технику на гусеничном ходу, которая стала доступна только после Второй Мировой войны.

Искусственный щебень

Производство щебня из натурального камня связано с рядом проблем геологического и экологического характера. Решение таких проблем заключается в использовании для производства щебня переработанных строительных материалов – вторичного щебня.

Например, это происходит при замене дорожного покрытия или его ремонте. Старое покрытие разрушается, дробится на щебень, который используется основанием для новой дороги.

Для чего применяют щебень

Перечислим основные сферы использования щебня.

• Щебень используется для устройства фундаментов и оснований домов, дорог, тротуаров, в том числе и как часть цемента.
• Добавляется в асфальт в качестве наполнителя. В технике дорожного строительства прочность дороги зависит от сцепления камней: острые и неровные грани щебня идеально для этого подходят. Гладкий гравий в этом случае не обеспечит нужную прочность.
• В доменных печах щебень используют в качестве флюса для создания жидкого шлака. При охлаждении он становится каменным материалом, который потом измельчается и используется в качестве строительного заполнителя.
• Щебень эффективно применяют в качестве связующего материала при строительстве береговых линий и железных дорог. Он защищает конструкции от эрозии и размыва, вызываемых водой или льдом.
• В ландшафтном дизайне и строительстве щебень используют в качестве временных проезжих частей и дорожек. Он предотвращает попадание грязи и глины со строительной площадки на обычные автомобильные трассы.
• В септических системах очистки сточных вод щебень выступает в качестве фильтра, задерживающего шлаки, песок и т.п.
• В шахтах щебень применяют для обработки некоторых токсичных веществ, таких как оксид серы и угольная пыль.
• В сельском хозяйстве используется в производстве извести, которую потом применяют для снижения кислотности почвы.
• Достаточно неожиданное применение щебня — это производство крупки и минеральных кормов для домашней птицы. Минеральный корм необходим для правильного пищеварения всех видов домашней птицы.

Заключение

Щебень – один из главных материалов для строительства и отделки. По мере роста вторичной переработки щебня разработка карьеров может замедлиться. Но без щебня в современном строительстве и промышленности не обойтись.

Если вам нужен щебень, обращайтесь в нашу компанию. Наши специалисты подробно проконсультируют вас по любому вопросу, связанному с использованием щебня.

Технология изготовления щебня и необходимое для этого оборудование

Без щебня не может обойтись ни одна стройплощадка. Он нужен для возведения гидротехнических сооружений, строительства железных или автомобильных дорог, изготовления железобетонных изделий и получения бетонов. По востребованности этот материал сопоставим с песком или цементом. При этом его не добывают в готовом виде, а чаще всего производят в заводских условиях.

В общем виде производство щебня состоит из трех этапов: добычи, дробления и сортировки по фракциям. Добыча заключается в разработке горных пород. Для этого сначала их поверхность очищают от растительности и грунта. Затем в скальной породе бурят скважины (шурпы) в определенном порядке глубиной до 20 м. В них закладывают взрывчатое вещество. Подрыв совершают для первичного измельчения горной породы.

Добыча щебня

Затем полученный материал помощью специальных большегрузных самосвалов доставляют на дробильно-сортировочные предприятия (на отечественных карьерах для этой цели часто используют БелАЗы). Здесь проходит завершающий процесс. Для этого исходное сырье с помощью питателей подают к дробильным машинам. Они осуществляют измельчение камня до приемлемых размеров. Далее щебень проходит через грохоты, разделяющие его на фракции. После этого готовую продукцию поставляют конечным потребителям.

Особенности и виды питателей

Машины этого вида могут быть вибрационными, дисковыми, пластинчатыми, барабанными, винтовыми или ленточными. Все они предназначены для равномерной подачи насыпных грузов. Для работы с щебнем чаще всего используют пластинчатые или вибрационные питатели.

• Пластинчатые представляют собой шарнирно соединенные элементы в виде пластин, перемещающиеся по замкнутому контуру с помощью электродвигателей. Такие машины помещают под загрузочными бункерами, в которые из самосвалов высыпается горная порода, доставленная с карьеров. На следующем этапе она равномерно подается в приемник дробилки.

Пластинчатый питатель для щебня

• Питатели вибрационного типа работают по другому принципу. Их главным элементом являются электромагнитные вибраторы. Они подают импульсы на лотки, которые перемещают сырье с помощью возвратно-поступательных движений. В результате крупные обломки горной породы скользят к приемнику дробилки.

Вибрационный питатель для щебня

Особенности и виды дробилок

При производстве щебня используют дробилки разной конструкции. Можно выделить несколько наиболее часто используемых:

• Валковые установки измельчают камень в результате его раздавливания. Основой их конструкции являются два горизонтальных вала, расположенных параллельно. Они вращаются в противоположных направлениях. Подаваемый питателями материал проходит между валами и раздавливается на несколько частей. Рабочая поверхность валов может быть рифленой, гладкой или зубчатой. Последняя особенно эффективна для дробления крупных кусков породы.

Валковая дробилка для изготовления щебня

• Конусные машины тоже работают по принципу раздавливания. Основным рабочим элементом таких дробилок является жестко закрепленный на валу конус. Его нижняя часть помещена в эксцентриковый стакан, который приводит во вращение электродвигатель. Подвижный конус устанавливают в неподвижной конической чаше. При включении он совершает сложные вращательные движения, в результате которых подвижная и неподвижная части периодически сближаются и удаляются, раздавливая попавшую между ними породу. Такие механизмы производительны, но отличаются большим весом и сложностью обслуживания.

Конусная дробилка для изготовления щебня

• Еще одним видом механизмов, работающих по принципу раздавливания, являются щековые дробилки. В этом случае камень дробится между двумя рифлеными плитами. При этом подвижными могут быть обе или одна из них. Дробление горной породы выполняется во время сближения щек. Такие устройства считаются простыми и удобными в обслуживании, но выдают неравномерный по размерам продукт, характеризуются быстрым износом и склонны к забиванию породой рабочего пространства.

Щековая дробилка для изготовления щебня

• Роторные механизмы измельчают камни в результате ударного воздействия на них. В данном случае на вращающийся ротор крепятся сменные била, а корпус устройства футеруется изнутри прочными плитами. Во время работы дробилки загруженные камни многократно сталкиваются с билами, отбойными плитами и друг с другом. В результате этого процесса они раскалываются на более мелкие части. Установки этого типа отличаются высокой производительностью, но не позволяют регулировать размер щебня. Чаще всего их используют для измельчения мягких материалов.

Роторная дробилка для изготовления щебня

• Молотковые механизмы тоже дробят породу в результате ударного воздействия. Они работают по тому же принципу, что и роторные дробилки. Отличие состоит в том, что молотки на роторе крепятся с помощью шарниров. Такие устройства подходят для дробления хрупких материалов (например, известняка). Они удобны и компактны, но молотки быстро изнашиваются.
• Еще одним механизмом ударного действия являются центробежные дробилки. Они вращаются с высокой скоростью и направляют загруженный камень в отражательную плиту. В результате соударений порода раскалывается на несколько частей. Дробилки этого типа применяют для работы с некрупными кусками породы с максимальным размером до 100 мм.

Центробежная дробилка для изготовления щебня

Дробление является основной операцией для изготовления щебня. При этом получение камня нужной фракции может выполняться в два или четыре этапа.

Особенности сортировки

Сортировка является заключительной стадией изготовления щебня. Она подразумевает его разделение на фракции. Для этой цели размельченную породу пропускают через стационарные или подвесные грохоты. Принцип их работы достаточно прост: щебень поочередно попадает на несколько вибрирующих сит с разным размером ячейки. В результате каждое из них отделяет материал нужной фракции. После этого полученный щебень считается готовым к использованию.

Грохот для изготовления щебня

Таковы основные этапы изготовления этого популярного строительного материала. Для получения качественного щебня каждый из них нуждается в контроле и тщательном подборе необходимого оборудования.

Нанесено на карту: Производство щебня, песка и гравия в США

Нанесено на карту: Уровни загрязнения воздуха в мире

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), загрязнение воздуха ежегодно приводит к 7 миллионам преждевременных смертей.

Из шести распространенных загрязнителей воздуха твердые частицы диаметром 2,5 микрона или меньше, или PM2,5 , признаны наиболее вредными для здоровья человека. Это связано с его распространенностью в атмосфере и широким спектром неблагоприятных последствий для здоровья, связанных с его воздействием, таких как болезни сердца, инсульт, рак легких и хронические респираторные заболевания.

С учетом этого контекста в этой визуализации используется отчет IQAir о качестве воздуха в мире для отображения средних концентраций PM2,5 за 2022 год в отдельных крупных городах мира, выраженных в микрограммах на кубический метр (мкг/м³).

Понимание руководящих принципов ВОЗ по загрязнению воздуха

Знаете ли вы, что в 2019 г. только 1% населения мира проживал в местах, где соблюдались глобальные рекомендации ВОЗ по качеству воздуха?

Руководящие принципы, разработанные для защиты здоровья населения от вредного воздействия загрязнения воздуха, охватывают ряд загрязнителей воздуха, включая твердые частицы, озон, двуокись азота, двуокись серы и окись углерода.

Здоровые пределы содержания PM2,5 установлены на среднегодовом уровне 0–5 мкг/м³ .

Классификация ВОЗ	Среднегодовая концентрация PM2,5 (мкг/м³)	% стран в рамках классификации, 2022 г.*
Руководство ВОЗ по качеству воздуха	0–5	9,9%
Промежуточная цель 4	5,1–10	18,3%
Промежуточная цель 3	10,1–15	19,8%
Промежуточная цель 2	15,1–25	28,2%
Промежуточная цель 1	25,1 — 35	9,9%
Превышение целевых уровней	35,1–50	7,6%
Превышает целевые уровни	> 50	6,1%

* Проценты рассчитаны как доля 131 страны, которая располагала достаточными данными о качестве воздуха и была включена в Доклад IQAir о качестве воздуха в мире в 2022 г.

Согласно отчету IQAir о качестве воздуха в мире, только 13 стран или территорий соответствовали рекомендуемой концентрации PM2,5 в 2022 году. Среди них были Австралия, Финляндия, Пуэрто-Рико, Исландия, Бермудские острова и Гуам.

Выше этого ориентира многие страны достигли четырех промежуточных целей, в то время как почти 14% зафиксировали уровни загрязнения воздуха, которые превысили все целевые уровни.

Влияние качества воздуха на смертность

Хотя может быть немного трудно понять, что представляют собой вышеуказанные концентрации, размышление о них с точки зрения их влияния на смертность может пролить некоторый свет на их значение.

По данным ВОЗ неслучайная смертность умножается на 1,08 на 10 мкг/м³ увеличение концентрации PM2,5, но только до 35 мкг/м³. Более того, темпы роста смертности могут быть нелинейными, что приводит к гораздо большему количеству смертей.

Вот пример, показывающий, что это значит.

• Предположим, что для населения, живущего в пределах нормы ВОЗ для PM2,5, уровень неслучайной смертности произвольно установлен равным 100 смертей за данный период.
• Если концентрация PM2,5 в этом районе поднимется до 10 мкг/м³, то есть Промежуточная цель 4 , они увидят 104 смертей за тот же период времени.
• При Промежуточном задании 3 , где их концентрация PM2,5 составит 15 мкг/м³, они увидят 108 смертей .
• В Interim Target 2 они увидят 117 .
• Наконец, на Interim Target 1 они увидят 126 .

За пределами промежуточного целевого показателя 1 (выше 35 мкг/м³) смертность потенциально будет расти намного быстрее . По состоянию на 2022 год около 14% стран сообщают об уровнях выше этого порога, включая Чад, Индию, Пакистан, Катар и Нигерию.

Состояние загрязнения воздуха во всем мире

В то время как во многих городах Северной Америки и Европы в течение последних нескольких лет наблюдались устойчивые и относительно низкие концентрации PM2,5, многие города (особенно в Азии) добились успехов в снижении их уровень загрязнения воздуха.

Тем не менее, во многих из них по-прежнему фиксируются концентрации PM2,5, которые превышают в шесть раз по сравнению с рекомендациями ВОЗ.

Город	Среднегодовая концентрация PM2,5 за 2022 год (мкг/м³)	Среднегодовая концентрация PM2,5 за 2018 год (мкг/м³)
🇪🇬 Каир, Египет	47,4	Н/Д
🇮🇳 Мумбаи, Индия	46,7	58,6
🇦🇪 Дубай, ОАЭ	43,7	55,3
🇮🇩 Джакарта, Индонезия	36,2	45,3
🇳🇬 Лагос, Нигерия	36. 1	Н/Д
🇨🇳 Пекин, Китай	29,8	50,9
🇵🇪 Лима, Перу	25,6	28
🇲🇽 Мехико, Мексика	22,1	19,7
🇨🇳 Гуанчжоу, Китай	21,3	33,2
🇵🇭 Манила, Филиппины	14,6	Н/Д
🇦🇷 Буэнос-Айрес, Аргентина	14,2	12,4
🇸🇬 Сингапур, Сингапур	13,3	14,8
🇮🇹 Рим, Италия	12,6	Н/Д
🇰🇪 Найроби, Кения	11,5	Н/Д
🇷🇺 Москва, Россия	10,8	10,1
🇧🇷 Рио-де-Жанейро, Бразилия	10,6	Н/Д
🇺🇸 Лос-Анджелес, США	10,5	14,4
🇺🇸 Нью-Йорк, США	9,9	Н/Д
🇷🇺 Лондон, Великобритания	9. 6	12
🇯🇵 Токио, Япония	9.2	13.1
🇨🇦 Торонто, Канада	8,5	7,8
🇨🇦 Ванкувер, Канада	7.6	Н/Д
🇳🇴 Осло, Норвегия	6,9	8,2
🇿🇦 Кейптаун, ЮАР	6.7	Н/Д
🇺🇸 Майами, США	6,4	7,8
🇦🇺 Перт, Австралия	4.9	Н/Д
🇦🇺 Сидней, Австралия	3,1	7,6

Большинство регионов мира не выполнили ежегодную рекомендацию ВОЗ по чистоте и здоровому воздуху в 2022 году.

Однако цена бездействия в отношении более чистого воздуха очень высока. В дополнение к миллионам преждевременных смертей каждый год глобальная стоимость ущерба для здоровья, связанного с загрязнением воздуха, в настоящее время составляет 8,1 триллиона долларов.

К сожалению, вещи, которые являются неотъемлемой частью качества нашей жизни, такие как промышленная деятельность, транспорт, производство энергии и методы ведения сельского хозяйства, также являются основными причинами загрязнения воздуха во всем мире.

Таким образом, многогранный подход к снижению загрязнения необходим для защиты жизней, особенно для тех, кто уже более уязвим к плохому качеству воздуха, таких как дети и пожилые люди.

Отчет: Производство щебня достигло 14-летнего максимума: Pit & Quarry

Кевин Яник | 2 февраля 2022 г.

Производство щебня в прошлом году выросло на 3 процента по сравнению с 2020 годом. Фото: P&Q Staff

В 2021 году производство щебня продолжало расти: Геологическая служба США (USGS) сообщила, что как щебень, так и песок и производство гравия выросло по сравнению с 2020 г.

Производство щебня в США увеличилось в прошлом году на 3 процента до 1,5 миллиарда тонн, а производство песка и гравия выросло на 6 процентов до 1 миллиарда тонн.

В 2021 году производство щебня достигло самого высокого уровня за 14 лет, при этом в последний раз производство превышало отметку в 1,5 миллиарда тонн в 2007 году. Точно так же производство песка и гравия в прошлом году было на уровне, которого не было с 2008 года.

Разбивка щебня

По данным Геологической службы США, 1,5 миллиарда тонн щебня, произведенного в прошлом году, оцениваются более чем в 19 долларов США.миллиард. Около 1400 компаний, эксплуатирующих 3400 карьеров и 180 торговых и распределительных площадок, внесли свой вклад в общий объем производства в 2021 году.

В пятерку штатов-производителей щебня в 2021 году вошли Техас, Миссури, Флорида, Пенсильвания и Огайо. По данным Геологической службы США, Джорджия, Северная Каролина, Вирджиния, Калифорния и Теннесси заняли места с шестого по десятое соответственно. На 10 ведущих штатов приходилось 54 процента производства щебня в стране.

Большую часть (70 процентов) произведенного в 2021 году щебня составили известняк и доломит. Гранит (15 процентов), трапрок (6 процентов) и разные камни (5 процентов) составляли значительную долю остатка.

Разбивка песка и гравия

Кроме того, Геологическая служба США сообщает, что 1 миллиард тонн песка и гравия, произведенный в 2021 году, оценивается в 9,9 миллиарда долларов. Более 3800 компаний внесли свой вклад в производство песка и гравия в стране, эксплуатируя 6800 карьеров и 340 торговых и распределительных площадок.

В пятерку крупнейших штатов по добыче песка и гравия в прошлом году вошли Калифорния, Техас, Аризона, Миннесота и Юта. По данным Геологической службы США, Мичиган, Вашингтон, Огайо, Колорадо и Нью-Йорк заняли места с шестого по десятое. На 10 ведущих штатов приходилось 53 процента добычи песка и гравия в стране.

Почти половина (46 процентов) строительного песка и гравия использовалась в качестве заполнителей бетона на портландцементе, добавляет Геологическая служба США. Двадцать один процент был использован для дорожного основания и покрытий для стабилизации дорог, а 13 процентов — для строительных работ.