Pouštní písek není vhodný pro stavbu – budovy se hroutí (jak se písek krade a která země ho nejvíce spotřebuje) | Pikabu

Песок z poušť není vhodný pro konstrukci kvůli své zrnitosti, zaobleným hranám a špatnému spojení. země arabský poloostrov odpovídá za to import, navzdory jeho hojnosti ve vlastní poušti.

Mnoho zemí, které mají vlastní pouštní písek, je nuceno jej dovážet z jiných míst a přepravovat více než 1000 kilometrů. Pouštní písek je příliš jemný a hladký, zrnka písku k sobě dobře nepřilnou, díky čemuž je písek tekutější (drolí se). Nehodí se ani na pískoviště, protože z toho nelze stavět Nemůžete udělat zámek nebo velikonoční koláče (figurky prostě spadnou). Pro ty, kteří spěchají najít odpověď na otázku, proč to nejde, řeknu hned: právě kvůli vlastnostem zrn pouštního písku se z něj stavět nedá. Koneckonců, základna vyrobená z takového písku se pod základem prohne a v řešeních se takový písek smrští. Ve zbytku vám povím podrobněji o zajímavých faktech a vtipných případech v různých zemích souvisejících s pískem.

Za prvé, vlastnosti písku

Písek – sypká drcená hornina skládající se z minerálů, které zahrnují křemen. Písek je sypká směs zrn vzniklá destrukcí pevné látky kameny o velikosti 0,16-3,5 mm (mořský, lomový a říční písek), ale ten pouštní je vždy menší a hladší. v průměru zrnka písku pouštní písek o průměru 0,05-0,25 mm. Je lehčí a při rychlosti větru 7 m/s se v poušti snadno tvoří písečné hřbety – duny. 5 minut může narůst vrstva písku do 2 cm, což je až 20 cm za hodinu a bouřky mohou trvat velmi dlouho.

*Zdroje:

Koupit písek někomu, kdo toho má v poušti hodně, se to může na první pohled zdát divné, ale tohle je jejich vynucená nutnost. Saúdská Arábie to kupuje například v zahraničí, ale ne od sebe. 95 % plochy území jsou písečné pouště.

Takže pouštní písek, jak jsem již řekl, má velmi hladkou strukturu, zatímco mořský, říční a lomový písek má naopak drsnější, zubatý povrch a hrany, což umožňuje jeho bezpečnější fixaci v cementových roztocích a jednoduše ve zhutněných vrstvách základní výplně, protože zrnka písku k sobě přilnou. Pouze tento druh písku se používá při stavbě různých budov, mostů a konstrukcí.

Rychlost, jakou se na planetě těží písek, mnohem menší než míra jeho spotřeby, to je patrné zejména v zemích, kde je hodně ropy, ale málo písku. Tam staví budovy a stavby ve velkém a pociťují jeho nedostatek víc než kdokoli jiný. A v Saúdské Arábii rádi staví. Hodně ropy znamená hodně peněz, mohou si dovolit realizovat složité projekty, i když se písek na stavbu musí vozit z druhého konce planety, byť z Austrálie dodávky probíhají.

Jelikož se pouštní písek při zemětřesení silně usazuje jako v přesýpacích hodinách, zatéká do štěrbin, do klenutých dutin a přispívá ke zničení budov, silnic a staveb.

Výsledek krasového selhání

Kvůli nedostatku stavebního písku Arabové a Číňané vytvořili zvýšenou poptávku a objevilo se mnoho kuriózních případů, písek se dokonce začal krást ze sousedních kontinentů a přeprodávat ho potřebným.

Zajímavá fakta o písku

1. Jsou známy případy, kdy zločinci ukradli celé písečné pláže. Krádež byl spatřen na plážích na Jamajce, Maďarsku a Indii. Krádež písku se stala tak populární a rozšířenou, že dokonce existuje samostatná stránka Wikipedie věnovaná tomuto fenoménu (Krádež písku). Písek je kraden člunem a nákladem. Například na Jamajce bylo odstraněno asi 500 nákladních aut bílého plážového písku.

2. Čína ale používá písek nejvíce na světě., který pouze od roku 2010 do roku 2022 použily ve stavebnictví více písku a betonu než Spojené státy za celé dvacáté století.

3. Pouštní písek není vhodný ani na pískoviště nemůžete to použít, nemůžete z toho nic postavit: ani velikonoční koláče pro děti, ani nic jiného – rozpadá se.

4. Písek není obnovitelný zdroj, je to finální produkt. Vzhledem k míře, s jakou se využívá, může lidstvo čelit písečným válkám a bojovat o tento zdroj spolu s ropou, plynem a dřevem. Nedostatek písku již dosáhne svého vrcholu za 20 let.

Lidstvo bude muset hledat alternativní zdroje těžby písku: recyklaci betonu, cihel a dalších materiálů, ale bude jednodušší tento zdroj násilím odebrat z jiných zemí, kde ještě zůstává.

Video s příkladem pouštního písku

Stručně o tom, jak se chová pouštní písek, jasně pochopíte, proč není možné stavět na jeho základně (kvůli zaobleným hranám se při sebemenším nárazu zatěžuje vibracemi a sedá). Proto není vhodný pro stavbu, jeho použití může vést k tragickým následkům, zničení budov a staveb. Přesýpací hodiny jsou totiž z tohoto typu písku, hladkého a jemného, ​​z říčního nebo lomového písku přesýpací hodiny nevyrobíte, protože zrnka písku budou fungovat jako Tetris se zářezy: zachytí se o sebe a nenechají je vysypat úzkým otvorem v přesýpacích hodinách. Ale písek bez hran, pouštní písek, snadno prosakuje malým otvorem (na videu je jasný příklad pádu písku v poušti).

* Reference. Podle oficiálních údajů Národního statistického úřadu Čínské republiky od ledna do prosince 2014 čínský cementářský průmysl vyráběl cement v objemu 2 miliardy 476 milionů tun. Za poslední dva roky – 4,9 gigatuny. Spojené státy podle USGS Cement Statistic vyráběly pouze 4,5 gigatuny cement. Spojené státy americké v posledních letech produkují asi 80 milionů tun cementu ročně (30krát menší než Čína), Rusko – 65 milionů tun. Beton je na bázi písku a cementu v poměru 1/3, takže si spočítejte, kolik písku Čína ročně spotřebuje a jak jeho spotřeba roste.

Kde nelze pouštní písek použít?

1. Pouštní písek by neměl být používán jako základ.
2. V roztoku s cementem a vodou se usazuje na dně a také není vhodné jej zde používat.
3. Nehodí se ani do dětského pískoviště, jelikož z něj nevyrobíte postavičky, rychle se rozpadnou, sem se nejlépe hodí lomový písek, který obsahuje prašnou hlínu a dobře drží vlhkost a je plastický, zachovává tvar velikonočních dortů a staveb na dlouhou dobu.

Kde lze pouštní písek použít?

1. Ale je vhodný pro výrobu vápenopískových cihel a plynových bloků s přísadami.
2. Při instalaci podlah.
3. Z písku je možné vyrobit sklo.

Opakuji, mluvíme o nadaci pod nadací.

Přemýšleli jste někdy nad tím, proč nenaplní přesýpací hodiny říčním pískem nebo pískem z lomu?

Jen si to představte, pod základem je malá trhlina v zemi, jako pouštní písek přesýpací hodiny do této trhliny vteče, ale voda z lomu nebo řeky ne, to je rozdíl.

Příklad založení na monolitické desce

PS: Aby bylo možné použít jakýkoli experiment s přeměnou pouštního písku na pracovní inertní materiál vhodný pro stavebnictví, ať už je to křemen nebo do něj přidávání chemikálií a jeho zavedení do stavební výroby, je třeba vše zkontrolovat a zahrnout do GOST a SNIP. Koneckonců, testování a standardizace jsou potřeba, abychom věděli, jak se každá nová technologie bude chovat při zatížení a v průběhu času. A protože zničená budova v důsledku konstrukčních chyb je trestní odpovědností, „100 x 500 milionů peněz“ a hrozbou pro životy lidí, není dovoleno experimentovat s nevyzkoušenými materiály a technologiemi.

Není ani jeden GOST, SN, SP (neexistují žádné normy a pravidla), jak používat prach ve stavebnictví a pouštní písek, jemný a lehký, jako je prach, není inertním materiálem vhodným pro stavbu. A pro porušení norem a pravidel, čelí trestní odpovědnosti a skutečné trest vězení!

Pokud byl příspěvek zajímavý a přečetli jste ho až do konce, přihlaste se k odběru, na kanálu je spousta zajímavých věcí!

Písek je omezený přírodní zdroj a už ho není. Mezitím bez písku není beton, asfalt, sklo. Kde už je stavebního písku nedostatek? Z čeho bychom měli vyrobit beton, když nám dojde písek? Na tyto a další otázky odpovídá Jevgenij Korolev, doktor technických věd, profesor, čestný stavitel Ruska, akademik Ruské inženýrské akademie.

– Jevgeniji Valerijeviči, je pravda, že ve světě existuje problém globálního nedostatku stavebního písku?

– Tento problém je složitý a kontroverzní. Nejprve je nutné definovat pojem „stavební písek“. K výrobě nejrozšířenějšího stavebního materiálu 20. a 21. století – betonu – se používá pojivo, hrubé i jemné kamenivo a také různé přísady zlepšující vlastnosti betonových nebo železobetonových stavebních konstrukcí.

Jevgenij Valerijevič Korolev, doktor technických věd, profesor, čestný stavitel Ruska, akademik Ruské inženýrské akademie. Foto poskytl E. V. Korolev.

Při výrobě betonu lze použít nejen cement, ale i další pojiva: stavební vápno, bitumen, různé syntetické pryskyřice atd. Hrubé kamenivo je drcený materiál s velikostí částic větší než 5 mm, zatímco jemné kamenivo má velikost částic menší než 5 mm.

Hrubé kamenivo se nazývá drcený kámen (jeho přirozeným analogem je štěrk) a jemné kamenivo se nazývá písek. Hrubé a jemné kamenivo lze získat z přírodních nebo umělých surovin. V prvním případě jsou získávány rozvojem vhodných lomů (písek, písek a štěrk) nebo využitím odpadů z drcení hornin při výrobě drceného kamene a ve druhém případě zpracováním různého velkotonážního průmyslového odpadu, včetně odpadu, který vzniká při vyřazování různých budov a staveb z provozu.

„Stavební písek“ je tedy jemné kamenivo s velikostí částic menší než 5 mm, které lze získat z přírodních i umělých surovin.

Zrnka žlutého stavebního písku pod mikroskopem. Foto: Alexander Klepnev/Wikimedia Commons

Zadruhé je nutné vzít v úvahu, že přírodní zdroje jsou po zeměkouli rozmístěny nerovnoměrně, což ovlivňuje rozložení průmyslových odvětví, která mohou být dalším zdrojem kameniva do betonu. Není divu, že některé země pociťují nedostatek křemenného písku.

Za třetí je důležité určit požadavky na kvalitu písku používaného pro výrobu betonu a jiných stavebních materiálů. Křemenný písek je přírodní materiál skládající se převážně z křemene (více než 95 %) – vyrábí se z něj řada výrobků, včetně těch, které se stavebnictvím nesouvisí, jako je kamenina, křišťál, různá skla atd. Takové výrobky vyžadují specializované křemenné písky, ve kterých je podíl nečistot oxidů železa, hliníku, chrómu, titanu a vanadu minimální.

– Je pro stavbu vhodný nějaký písek?

– Pro získávání stavebních materiálů je vhodný písek, který splňuje požadavky na zrnitost, obsah škodlivých mechanických a chemických nečistot, které negativně ovlivňují pevnost betonu a jeho trvanlivost, a také obsah přírodních radionuklidů.

Navzdory skutečnosti, že v pouštích je hodně písku, je pro stavbu prakticky nevhodný: jeho zrnka písku jsou malá a hladká, takže k sobě špatně přilnou a beton na jeho bázi není odolný. Fotografie: Diego Charlón Sánchez/Flickr.com.

Důležité také je, že stavebnictví neustále řeší otázku snižování nákladů využíváním místních stavebních materiálů a regionálních druhotných zdrojů, jako jsou odpady z různých průmyslových odvětví. V současné době se pro využití těchto zdrojů nashromáždilo mnoho řešení: nekvalitní přírodní písky, nadloží při vývoji nerostů atd. Dříve byla v Sovětském svazu rozšířena praxe posuzování charakteristik a určování oblasti použití různých odpadů. V dnešním udržitelném světě by tato praxe byla mimořádně užitečná a lze očekávat, že podíl kameniva získaného z recyklovaných zdrojů poroste. Surovinová základna plniv pro výrobu betonu a dalších stavebních materiálů je tedy poměrně rozsáhlá.

– Říkáte, že v řadě zemí existuje „deficit písku“. S čím to souvisí?

– Tento problém je aktuální pro země s malými zásobami surovin nebo pro průmyslová odvětví, ve kterých jsou na suroviny kladeny zvýšené požadavky a způsoby, jak kvalitu surovin dostat na úroveň, jsou energeticky a zdrojově náročné. Je zřejmé, že udržení tradičních produkčních parametrů vyžaduje vyhledávání a rozvoj nových ložisek, což nevyhnutelně vede k ničení ekosystémů, k jejichž obnově dochází podstatně pomaleji než k negativnímu vlivu lidstva. To je další stránka problému, o které nelze mlčet.

– Proč je písek ve stavebnictví tak důležitý?

– Plniva v betonu zabírají až 80 % jeho objemu. Plní několik funkcí v závislosti na účelu stavebního materiálu. U běžného betonu plniva rozkládají napětí po celém objemu materiálu, což zvyšuje jeho pevnost a také snižuje jeho cenu – cena plniv a pojiv se může několikanásobně lišit.

U speciálních betonů tvoří plniva funkční vlastnosti: u tepelněizolačních betonů – nízký součinitel tepelné vodivosti, u radiačně ochranných betonů – vysoký součinitel lineárního útlumu, u chemicky odolných betonů – vysoký koeficient chemické odolnosti atd. Pro takové speciální betony se samozřejmě používají speciální plniva.

Kromě výroby různých stavebních materiálů se plniva používají jako prvky různých konstrukcí, například při stavbě silnic a železnic. Stavba silnice je tedy „vrstevný koláč“, který se skládá z vrstvy jemného kameniva, vrstvy hrubého kameniva a několika vrstev asfaltového betonu. Plniva se také používají k výrobě konstrukcí se zvýšenou zvukovou izolací.

Konstrukce povrchu vozovky se skládá z vrstev různých materiálů. Vrchní vrstvy se obvykle skládají z jednoho nebo více druhů asfaltového betonu. Na fotografii jsou dvě vrstvy asfaltového betonu položené na vrstvě černé drti. Foto: Georg Pik /Wikimedia Commons.

– Jaký druh písku lze ve stavebnictví použít a jaký nikoli? Záleží jen na zrnitosti?

– Nejen. Plniva musí splňovat požadavky, které zajišťují jak výrobu stavebních materiálů se stanovenými vlastnostmi, tak i bezpečnost osob v budovách postavených z těchto materiálů. To může být ovlivněno velikostí zrna, obsahem mechanických nečistot a chemických sloučenin a také úrovní aktivity přírodních radionuklidů.

Utváření funkčních vlastností betonu závisí především na vlastnostech umělého kamene získaného z pojiva a také na vlastnostech a obsahu plniv. Jako u každého polydisperzního materiálu, jehož vlastnosti závisí na hustotě shlukování částic, je i u betonu nutné volit velikosti a množství různých zrn plniva tak, aby se vytvořila hustá kostra. Úkol je komplikován rozmanitostí geometrických tvarů zrn a proměnlivostí jejich obsahu ve frakcích plniva.

V závislosti na daném úkolu se proto ve vědě o stavebních materiálech používají a neustále zdokonalují různé analytické a numerické metody, které jsou nutně testovány v laboratorních podmínkách. Kromě toho je omezen obsah zrn určitého tvaru a částic cizích materiálů, jako jsou hrudky hlíny, zeminy, štěpky atd.

Funkční vlastnosti betonu jako kompozitního materiálu také do značné míry závisí na síle kontaktu mezi umělým kamenem a plnivem. Přítomnost různých nečistot, zejména jílu, na hranici styku výrazně snižuje pevnost betonu, takže obsah těchto nečistot je také pečlivě kontrolován.

Kromě mechanických nečistot může plnivo obsahovat chemické sloučeniny, které mohou snížit životnost stavebních výrobků a konstrukcí. Sleduje se obsah následujících sloučenin a minerálů: amorfní odrůdy oxidu křemičitého, síra, sulfidy a sírany, halogensloučeniny, slída, uhlí, organické nečistoty (huminové kyseliny).

Důležitou charakteristikou kvality plniv je obsah přírodních radionuklidů, který se posuzuje podle jejich aktivity. Podle činnosti se kamenivo dělí do tří skupin: pro výstavbu obytných a veřejných budov, pro výstavbu komunikací v obydlených oblastech a pro výstavbu silnic mimo obydlené oblasti.

Těžený písek nebo štěrk může mít zvýšenou přirozenou radioaktivitu, takže sledování radioaktivity stavebních materiálů pro obytné a veřejné budovy je tak důležité. Foto: Hugo Vanmalle/Wikimedia Commons.

– Jelikož písek není obnovitelný zdroj, je možné, že lidstvo jednoho dne zůstane bez písku?

– Přírodní písek je samozřejmě jako každý přírodní zdroj vyčerpatelný. Pokud by k tomu hypoteticky došlo, vedla by tato událost k několika negativním důsledkům. Za prvé, stavba se prodraží, protože se zvýší spotřeba drahých pojiv. Za druhé, výkonnostní vlastnosti stavebních materiálů se zhorší, což sníží potenciál pro stavbu unikátních budov a staveb (tento problém bude velmi aktuální pro hustě obydlené země). Pro řešení konstrukčních problémů však existují zdroje, které doplňují a tvoří zásoby jemného kameniva: probírky z drcených hornin a druhotné zdroje.

– Existují nějaké vědecké poznatky o alternativních materiálech, které lze použít ve stavebnictví místo písku? Podaří se jim v dohledné době zcela nahradit písek?

– Takové studie se provádějí. Řešení je zde mnoho a pokrývají různé skupiny stavebních materiálů. Pro širokou škálu stavebních materiálů (lehčené betony) byla vyvinuta speciální umělá plniva na bázi jílu, perlitu, vermikulitu atd. Řešení pro použití různých strusek z hutnictví železa a neželezných kovů, skrývky – hlušiny vznikající při povrchové těžbě přírodních zdrojů, nekvalitní písky a mnoho dalšího.

Pro inovativní 3D konstrukční technologii bylo navrženo použití aluminosilikátových mikrokuliček, které jsou izolovány z popela vznikajícího při spalování uhlí. Pro získání tepelně izolačních povlaků s velmi nízkým koeficientem tepelné vodivosti se navrhuje použít mikrokuličky.

Aluminosilikátové duté mikrokuličky – duté silikátové kuličky s hladkým povrchem, jsou považovány za nejcennější složku popelového odpadu z tepelných elektráren, i když jejich obsah v popelu se pohybuje v desetinách procenta. Foto: Waterkeeper Alliance Inc./Flickr.com.

Alternativou přírodního písku je umělý písek, který je odpadem z různých průmyslových odvětví a splňuje požadavky na velikost a minerální složení. Mezi takový odpad patří drť z drceného kamene vznikající při výrobě drceného kamene z různých hornin; skrývka a související pískoviště, strusky (vysokopecní, ocelářské a jiné vedlejší produkty hutních provozů), popel a struskový odpad ze spalování pevných paliv, plniva získaná z nekvalitního nebo vyřazeného betonu a železobetonové výrobky a konstrukce.

Kromě nahrazení přírodních plniv umělými plnidly se v takových případech řeší naléhavý problém likvidace odpadů, což umožňuje snížit zátěž životního prostředí v regionech, kde se tento druh odpadu tvoří a skladuje.

– Existují nějaké zkušenosti s realizací takového vývoje u nás?

– Nepochybně. Zkušenosti s používáním umělých písků jsou dostupné ve všech regionech Ruska, kde jsou důležité otázky životního prostředí a uvolňování užitečných oblastí obsazených skládkami odpadu. V regionu Belgorod tak vědci od konce 70. let minulého století aktivně vyvíjeli stavební materiály na bázi skrývkových hornin kurské magnetické anomálie a drcených promítání. Tyto umělé produkty se používají při výrobě betonu pro průmyslové a občanské stavby, různých materiálů stěn a při stavbě silnic.

V Lipetské oblasti se struska z hutního závodu používá jako hrubé i jemné kamenivo při výrobě různých druhů betonu (pro stavební účely a se speciálními vlastnostmi – žáruvzdorný, těsnící, bioodolný atd.). Z těchto strusek vyrábí strusková provozovna PJSC Novolipetsk Iron and Steel Works granulovanou vysokopecní strusku (granulovaná struska), litou struskovou drť (drcený kámen z vysokopecní strusky), struskovou pemzu, minerální vlnu (struskovou vlnu), získávanou jak z tekutého ohně, tak z chlazené strusky.

Struskové skládky hutního závodu Ufaleinikel, uzavřené v roce 2017. Foto: Ural-66/Wikimedia Commons.

Směsi popela a strusky z tepelných elektráren v Kuzbassu jsou aktivně využívány v průmyslu stavebních materiálů a při stavbě silnic pro zásypy vozovek dálnic nebo budování náspů, vyplňování příkopů a dutin.

Pomocí hlinitokřemičitanových mikrokuliček byly vyvinuty vysokopevnostní lehké betony, které mají široké uplatnění: výstavba výškových budov, mostů, plošin na moři atd. Tyto mikrokuličky se také používají k vytváření účinných tepelně izolačních nátěrů.

Plniva z nekvalitních nebo zastaralých betonových a železobetonových výrobků a konstrukcí, jako alternativa k přírodním plnicím, se v SSSR začala používat již v 80. letech XNUMX. století z důvodu velkého hromadění stavebního odpadu. Nové stavební materiály získané s využitím různých druhotných zdrojů a nekvalitních přírodních zdrojů jsou dnes nadále vyvíjeny. Proto si myslím, že „písečná katastrofa“ lidstvu v blízké budoucnosti nehrozí. Naše země také.

Autor: Natálie Lešková

• Koroze nebo životnost
• Síra: Od odpadu k materiálu budoucnosti
• Růžové písky Azov
• PÍSEK SUCHÝ, MOKRÝ A ZNĚNÍ