Aggregate - Designing Buildings Wiki

Inhalt

1 Einführung
- 1.1 Landgestützt
- 1.2 Marine
- 1.3 Recycling und Nebenprodukte
- 1.4 Spezialist
- 1.5 Importiert
2 Verwendet
- 2.1 Beton
- 2.2 Asphalt und Straßenstein
- 2.3 Eisenbahnschotter
- 2.4 Verwendung von Sand, Kies und Schotter ohne Zuschlagstoffe
  - 2.4.1 Zement
  - 2.4.2 Landwirtschaft
  - 2.4.3 Glas
  - 2.4.4 Industrie und andere Anwendungen
3 Spezialaggregate
- 3.1 Leichtbauaggregat
- 3.2 Hochdichtes Aggregat
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Einführung

Aggregat ist der Begriff für Material, das häufig im Bauwesen als Stabilisierungs- und Verstärkungsmittel verwendet wird. Aggregate werden häufig in Entwässerungsanwendungen und als Basismaterial unter Fundamenten und Straßen verwendet. In den 10 Jahren, die 2010 endeten, 2.Das Vereinigte Königreich verbrauchte 5 Milliarden Tonnen Zuschlagstoffe. Diese Aggregate wurden aus verschiedenen Quellen geliefert:

Landgestützt

Die größte Quelle stammt aus dem Abbau des Landes für Sand und Kies oder für Gestein, das zum Zerkleinern geeignet ist (hauptsächlich Kalkstein, Sandstein und magmatisches Gestein, aber auch einige ungewöhnlich harte Vorkommen von Kreide, Eisenstein, Schiefer usw.).

Marine

Sand und Kies werden vom Meeresboden ausgebaggert und sind eine regional bedeutende Quelle.

Recycling und Nebenprodukte

Eine Vielzahl von Bauabfällen und industriellen Nebenprodukten leisten einen wesentlichen Beitrag zur Versorgung. Dazu gehören Bau-, Abbruch- und Aushubabfälle, Schlacken und Aschen sowie mineralische Abfälle;

Spezialist

Kleine Mengen bestimmter leichter und hochdichter Zuschlagstoffe werden für spezielle Zwecke hergestellt.

Importiert

Die Versorgungsbilanz besteht aus importiertem Material (hauptsächlich als Schotter oder Wertschöpfungsprodukte), das hauptsächlich aus anderen Ländern des Vereinigten Königreichs und Norwegens stammt.

Die Branche nimmt ihre Auswirkungen auf die Umwelt sehr ernst und infolgedessen ist die britische Industrie in Bezug auf die Qualität ihrer Landrestaurierungsarbeiten weltweit führend geworden. Mehr als 700 Standorte von besonderem wissenschaftlichem Interesse haben ihren Ursprung in der Mineralgewinnung. Im Jahr 2009 pflanzte die Industrie 313.000 Bäume und 14,4 km Hecken. Bis 2009 gab es 283 Verbindungsgruppen in Zuschlagstoffsteinbrüchen.

Verwendungen

Als Grundrohstoff Aggregate können vielfältig eingesetzt werden, obwohl bestimmte Aufgaben eine bestimmte Art von Aggregat erfordern können. Ein großer Teil des Aggregats wird zur Herstellung von Beton verwendet, ebenso wie der Zement, der im Beton verwendet wird.

Aggregate werden im Bauwesen verwendet, um Entwässerung bereitzustellen, Hohlräume zu füllen, Rohre zu schützen und harte Oberflächen bereitzustellen.

Aggregate werden nicht nur für den Bau verwendet. Eine Vielzahl anderer Produkte, von denen viele als selbstverständlich angesehen werden, werden aus Materialien hergestellt, die aus dem Abbau stammen. Dazu gehören: papier, Glas, Kosmetik und Zahnpasta, um nur einige zu nennen. Aggregate werden auch in der Landwirtschaft, der Lebensmittelherstellung sowie der Wasser- und Abwasserreinigung eingesetzt. Wasser sickert schneller durch einen mit Zuschlagstoffen gefüllten Graben als durch den umgebenden Boden und ermöglicht so die Entwässerung eines Gebiets von Oberflächenwasser. Dieses wird häufig neben Straßen verwendet, um das Wasser zu zerstreuen, das von der Asphaltdecke gesammelt wird.

Hohlräume, die während des Baus um die Fundamente von Gebäuden entstehen, werden mit Zuschlagstoffen gefüllt, da sie leichter zu verdichten sind als der ursprüngliche Boden, der entfernt wurde, was zu einer festeren Oberfläche führt, die die Struktur stützt. Aggregate werden im Allgemeinen nicht so stark vom Wetter beeinflusst wie Böden, insbesondere Lehmböden, und leiden während Trockenperioden nicht unter Schrumpfrissen.

Rohre, die zur Förderung von aufbereitetem Wasser oder als Leitungen für Kabel verlegt werden, müssen vor scharfen Gegenständen im Boden geschützt werden und werden daher vor dem Verfüllen von Gräben auf feinem Aggregat verlegt und von diesem umgeben.

Unbefestigte Straßen und Parkplätze sind mit einer Oberflächenschicht aus Zuschlagstoffen bedeckt, um eine festere Oberfläche für Fahrzeuge, vom Fahrrad bis zum LASTWAGEN, zu schaffen. Dadurch wird verhindert, dass die Fahrzeuge insbesondere bei Nässe in den Boden einsinken.

Beton

Beton ist eine Mischung aus Zuschlagstoffen, Zement und Wasser. Der Zweck der Aggregate innerhalb dieser Mischung besteht darin, eine starre Skelettstruktur bereitzustellen und den von der Zementpaste eingenommenen Raum zu reduzieren. Es sind sowohl grobe Zuschlagstoffe (Partikelgrößen von 20 mm bis 4 mm) als auch feine Zuschlagstoffe (Partikelgrößen von weniger als 4 mm) erforderlich, aber die Anteile der verschiedenen Größen von grobem Zuschlagstoff variieren in Abhängigkeit von der jeweiligen Mischung, die für jede einzelne Endanwendung erforderlich ist.

Je kleiner die Zuschlagstoffgröße ist, desto größer ist ihre Oberfläche und desto mehr Zement wird benötigt, um alles zusammen zu binden, was zu höheren Kosten führt. Im Allgemeinen gilt jedoch, dass der Beton umso stärker ist, je größer die verwendete Zementmenge ist. Daher muss ein Gleichgewicht zwischen den Festigkeitsanforderungen des Endverbrauchers und dem zu zahlenden Preis hergestellt werden.

Asphalt und Straßenstein

Diese Kategorie umfasst nicht nur Straßen, sondern auch Gehwege, Start- und Landebahnen von Flughäfen, Schulspielplätze, Parkplätze, die meisten Fuß- oder Radwege und andere ähnliche Strukturen. Obwohl jede Art von Struktur eine gewisse Variation des Materials erfordert, ist es nützlich, die Grundstruktur von Straßen zu betrachten, da sie den Großteil der Gesamtnutzung in dieser Kategorie ausmachen.

Der Untergrund stellt den natürlichen Boden dar, der vor Beginn des Straßenbaus verdichtet wird. Die Deckschicht ist eine optionale Schicht, verwendet, wenn die lokalen Böden zusätzliche Festigkeit erfordern, und es ist nicht mit Bitumen beschichtet. Die Unterlage ist die wichtigste unbeschichtete Straßensteinschicht und hat die Aufgabe, Festigkeit zu verleihen und als solide Plattform für die darüber liegenden Schichten zu dienen.

Der Bindemittelverlauf (früher zwei Schichten als Basisverlauf und Roadbase bekannt) und der Oberflächenverlauf (früher als Verschleißverlauf bekannt) werden allgemein als ‚Asphalt‘ oder ‚Tarmacadam‘ bezeichnet. Sie bestehen aus groben Zuschlagstoffen mit Partikelgrößen typischerweise zwischen 2 mm und 28 mm und feinen Zuschlagstoffen mit Partikelgrößen von weniger als 2 mm, gemischt mit einem Bitumenbindemittel und gelegentlich etwas zusätzlichem Füllstoff, falls erforderlich. Die genauen Größen, die für die groben Zuschlagstoffe erforderlich sind, hängen von der jeweiligen Verwendung und der angegebenen Asphaltrezeptur ab.

Eisenbahnschotter

Ein voll beladener Zug wiegt eine beträchtliche Menge (> 2 000 Tonnen), dazu kommt das Gewicht des Gleises selbst und der Schwellen, auf denen es ruht. Ein sehr robustes Aggregat wird benötigt, um dieses Gewicht zu tragen und die Last eines vorbeifahrenden Zuges zu verteilen, um ernsthafte Schäden am Boden oder anderen darunter liegenden Strukturen zu vermeiden. Ebenso müssen das Gleis und die Schwellen fest an Ort und Stelle gehalten werden und dürfen sich nicht bewegen, wenn ein Zug an ihnen vorbeifährt.

Eisenbahnschotter besteht im Allgemeinen aus einem zähen magmatischen Gestein wie Granit mit großen (40-50 mm großen) Winkelstücken, die miteinander verriegeln. Aufgrund der Art und Weise, wie magmatisches Gestein gebildet wird, ist es sehr druckbeständig und bricht nicht leicht.

Nicht aggregierte Verwendung von Sand, Kies und Schotter

Zement

Zement ist ein Stoff, der aus Kalkstein und Schiefer mit anderen geringfügigen Zusätzen bei Temperaturen von mehr als 1.200 ºC hergestellt wird. Es hat einzigartige Eigenschaften – als Pulver ist es locker und bröckelig, aber gemischt mit Wasser hydratisiert es zu einer Paste und dann, wenn es trocknet, setzt es hart und bindet alle umgebenden Partikel zusammen.

Landwirtschaft

Kalk wird von Pflanzen (entweder Getreide oder Gras) und Bäumen aufgenommen, geht aber auch auf natürliche Weise durch Auswaschung durch Regenwasser und den Einsatz von Düngemitteln aus dem Boden verloren. Dies kann zu einem Anstieg des Säuregehalts, einem Verlust der Fruchtbarkeit im Boden und manchmal zu einer nachteiligen Auswirkung auf die Bodenstruktur führen.

Um das Gleichgewicht wiederherzustellen, wird ‚landwirtschaftlicher Kalk‘ auf Felder aufgetragen, um die notwendigen Wachstumsbedingungen für Getreide oder Grünland zu erhalten. Kalk kann einfach gemahlener Kalkstein oder Dolomit (der auch Magnesium enthält) oder gebrannter Kalkstein (oder gebrannter Dolomit) sein, wo das Gestein in einem Ofen erhitzt wird.

Glas

Glas wird aus schmelzendem Quarzsand bei hoher Temperatur in Gegenwart von Natrium als Flussmittel hergestellt. Das geschmolzene Glas wird bei etwa 1.000 ºC kontinuierlich aus einem Ofen auf ein flaches Bad aus geschmolzenem Zinn gegossen, wo es sich gleichmäßig ausbreitet. Es wird dann schnell abgekühlt, bevor Kristallisation auftreten kann.

Industrielle und andere Verwendungen

Kalkstein wird als Flussmittel bei der Gewinnung von Eisen aus Eisenerz verwendet. Eisen wird durch Erhitzen in einem Ofen aus Erz gewonnen. Kalkstein wird hinzugefügt, damit das Silizium im Erz ein Calciumsilikat bildet (mit dem Calciumcarbonat, das Kalkstein ist), andernfalls würde es ein Eisensilikat bilden und somit die Menge an erzeugtem metallischem Eisen verringern. Das Calciumsilikat bildet zusammen mit anderen Verunreinigungen die Schlacke, und diese Substanz kann als leichtes Sekundäraggregat verwendet werden.

Sand, in der Regel Quarzsand, wird zur Herstellung von Formen in einer Gießerei verwendet. Dies sind die hohlen Behälter, in die geschmolzenes Metall gegossen wird, um ein Gussteil einer bestimmten Form herzustellen. Die genaue Art des verwendeten Sandes hängt von dem jeweiligen Metall oder der Legierung ab, die gegossen werden soll, enthält jedoch normalerweise Ton und / oder ein anderes Material, um es miteinander zu verbinden.

Bei der Verbrennung von Kohle in Kraftwerken entsteht Schwefeldioxid, eines der Hauptgase, das sauren Regen verursacht. Anstatt dieses Gas einfach zusammen mit ihren anderen Rauchgasen abzugeben, verwenden die meisten Kohlekraftwerke heute Kalkstein in einem Prozess, der als Rauchgasentschwefelung bekannt ist.

Kalkstein wird fein zerkleinert und mit Wasser zu einer Aufschlämmung vermischt. Es wird dann in den Absorberturm des Kraftwerks gesprüht, wo ein chemischer Prozess den Kalkstein und den Schwefel in Gips umwandelt. Dieser ‚künstliche‘ Gips wird dann zurückgewonnen und zur Herstellung von Gipskartonplatten verkauft.Kalkstein oder Calciumcarbonat hat auch viele andere Verwendungen. Zu einem feinen Pulver gemahlen wird es als Aufheller oder Füllstoff in Papier, Klebstoffen, Farben, Kunststoffen, PVC, Zahnpasta, medizinischen Tabletten und Reinigungsmitteln verwendet. Es wird auch verwendet, um zusätzliches Kalzium in Vitamin- und Mineralstoffzusätzen, Mehl und Tierfutter bereitzustellen.

Spezialaggregate

Spezialaggregate werden für den Einsatz in bestimmten anspruchsvollen Anwendungen benötigt; insbesondere dort, wo leichte Bauteile in Konstruktionen benötigt werden oder wo schwere Materialien mit hoher Dichte benötigt werden.

Leichtbauaggregate

Leichtbauaggregate (LWA) werden für Situationen benötigt, in denen Beton benötigt wird, der Strukturelemente von Konstruktionen mit geringen Belastungen belastet. Die Aggregate müssen daher eine geringe Dichte und ein geringes Gewicht aufweisen, was durch die Verwendung poröser Materialien erreicht wird, aber eine ausreichende Festigkeit aufweisen.

Eine Vielzahl von Materialien kann pelletiert (zu Pellets geformt) und erhitzt werden, wodurch sie aushärten und sich ausdehnen. Dazu gehören Ton, Schiefer und Schiefer, Schlamm (z. B. aus Abwasserwerken), feinkörnige Sedimente, die aus dem Meer oder aus Flüssen ausgebaggert wurden, und pulverisierte Brennstoffasche.

Andere Materialien, die verwendet werden können, sind natürliche vulkanische Materialien, die voller Gashohlräume sind, einschließlich Bimsstein und Schlacken (’natürliche Asche‘). Die vulkanischen Materialien kommen nicht in Großbritannien vor, können aber importiert werden, insbesondere aus Italien.

Zuschlagstoffe mit hoher Dichte

Zuschlagstoffe mit hoher Dichte werden für die Herstellung von Beton benötigt, der beispielsweise Strahlung dämpfen kann und somit zur Abschirmung von kerntechnischen Anlagen und medizinischen Einrichtungen wie Strahlentherapieräumen geeignet ist.

Zuschlagstoffe sind ein äußerst kritischer und wichtiger Bestandteil von hochdichtem Beton und sind hauptsächlich zerkleinerte Mineralien, die relativ schwere Elemente in Kombination mit verschiedenen Additiven enthalten, aber auch Stahlschrott oder bestimmte Keramiken enthalten können.

Zu den relevanten Mineralien gehören zerkleinerter Hämatit und Magnetit (beide Eisenoxide), Limonit (Eisenhydroxid), Ilmenit (Eisentitanoxid) und Baryt (Baryt – Bariumsulfat). Andere Zusätze können Serpentinit (wasserhaltiges Calcium-Magnesium-Silikat) und Borax (Natriumborat) enthalten.

Dieser Artikel wurde von der Mineral Industry Research Organisation verfasst.

–Mineral Industry Research Organisation

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