Aggregate-Progettare edifici Wiki

Contenuto

1 Introduzione
- 1.1 a base di Terra
- 1.2 Marino
- 1.3 Riciclati e prodotti
- 1.4 Specialista
- 1.5 Importati
2 Utilizza
- 2.1 Calcestruzzo
- 2.2 Asfalto e roadstone
- 2.3 Ferroviaria di zavorra
- 2.4 Non di aggregazione usi di sabbia, ghiaia e roccia frantumata materiali
  - 2.4.1 Cemento
  - 2.4.2 Agricoltura
  - 2.4.3 Vetro
  - 2.4.4 Industriali e altri usi
3 Specialista aggregati
- 3.1 peso Leggero aggregato
- 3.2 ad Alta densità di aggregazione
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Introduzione

di Aggregazione è il termine dato al materiale spesso utilizzato in edilizia come strumento di stabilizzazione e rinforzo. Gli aggregati sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni di drenaggio e come materiale di base sotto fondazioni e strade. Nei 10 anni che terminano nel 2010, 2.5 miliardi di tonnellate di aggregati sono stati consumati dal Regno Unito. Questi aggregati sono stati forniti da varie fonti:

A terra

La fonte più grande proviene dall’estrazione del terreno per sabbia e ghiaia, o per roccia adatta alla frantumazione (principalmente calcare, arenaria e roccia ignea, ma anche alcune occorrenze insolitamente dure di gesso, pietra ferrosa, ardesia, ecc.).

Marine

La sabbia e la ghiaia vengono dragate dal fondo marino ed è una fonte significativa a livello regionale.

Riciclati e sottoprodotti

Un’ampia varietà di rifiuti da costruzione e sottoprodotti industriali contribuiscono in modo determinante all’approvvigionamento. Questi includono rifiuti di costruzione, demolizione e scavo, scorie e ceneri e rifiuti minerali;

Specialist

Piccole quantità di determinati aggregati leggeri e ad alta densità sono fabbricati per scopi specialistici.

Importate

Il saldo dell’offerta è costituito da materiale importato (principalmente come roccia frantumata o prodotti a valore aggiunto) principalmente da altre parti del Regno Unito e della Norvegia.

L’industria prende molto sul serio il suo impatto ambientale e di conseguenza l’industria britannica è diventata leader mondiale in termini di qualità dei suoi lavori di restauro del terreno. Più di 700 siti di particolare interesse scientifico hanno le loro origini nelle operazioni minerarie. Nel 2009, l’industria ha piantato 313.000 alberi e 14,4 km di siepi. Entro il 2009, c’erano 283 gruppi di collegamento in cave aggregate.

Utilizza

Come materia prima di base gli aggregati possono essere utilizzati per molti usi, anche se alcuni compiti possono richiedere un tipo specifico di aggregato. Una grande percentuale di aggregato viene utilizzata per la produzione di calcestruzzo, così come il cemento che viene utilizzato nel calcestruzzo.

Gli aggregati sono utilizzati nella costruzione per fornire drenaggio, riempire vuoti, proteggere i tubi e fornire superfici dure.

Gli aggregati non vengono utilizzati solo per la costruzione. Una vasta gamma di altri prodotti, molti dei quali sono dati per scontati, sono fabbricati utilizzando materiali derivati dall’estrazione. Questi includono: carta, vetro, cosmetici e dentifricio per citarne solo alcuni. Gli aggregati sono utilizzati anche in agricoltura, produzione alimentare e depurazione delle acque e delle acque reflue. L’acqua percolerà attraverso una trincea riempita di aggregato più rapidamente di quanto non farà attraverso il terreno circostante, consentendo così di drenare un’area dalle acque superficiali. Questo viene spesso utilizzato lungo le strade per disperdere l’acqua raccolta dall’asfalto.

I vuoti creati intorno alle fondamenta degli edifici durante la costruzione sono riempiti con aggregato perché è più facile da compattare rispetto al terreno originale che è stato rimosso, risultando in una finitura più solida che supporterà la struttura. Gli aggregati generalmente non sono influenzati dal tempo tanto quanto i terreni, in particolare i terreni argillosi, e non soffriranno di fessurazioni da restringimento durante periodi di siccità.

I tubi posati per convogliare l’acqua trattata, o come condotti per cavi, devono essere protetti da oggetti appuntiti nel terreno e vengono quindi posati e circondati da aggregati fini prima che le trincee vengano riempite.

Le strade sterrate e le aree di parcheggio sono coperte da uno strato superficiale di aggregato per fornire una superficie più solida per i veicoli, dalle biciclette agli autocarri. Ciò impedisce ai veicoli di affondare nel terreno, in particolare durante il tempo piovoso.

Calcestruzzo

Il calcestruzzo è una miscela di aggregati, cemento e acqua. Lo scopo degli aggregati all’interno di questa miscela è di fornire una struttura scheletrica rigida e di ridurre lo spazio occupato dalla pasta cementizia. Sono necessari sia aggregati grossolani (granulometrie da 20 mm a 4 mm) che aggregati fini (granulometrie inferiori a 4 mm), ma le proporzioni delle diverse dimensioni dell’aggregato grossolano variano a seconda della particolare miscela richiesta per ogni singolo uso finale.

Più piccola è la dimensione dell’aggregato maggiore è la sua superficie e più cemento sarà necessario per legarlo tutto insieme, con un conseguente costo più elevato. Tuttavia, in termini generali, maggiore è la quantità di cemento utilizzato, più forte sarà il calcestruzzo. Pertanto, è necessario stabilire un equilibrio tra i requisiti di resistenza dell’uso finale e il prezzo che si desidera pagare.

Asfalto e pietra da strada

Questa categoria comprende non solo strade, ma anche marciapiedi, piste aeroportuali, parchi giochi scolastici, parcheggi, la maggior parte dei sentieri o piste ciclabili e altre strutture simili. Sebbene ogni tipo di struttura richieda qualche variazione nel materiale, è utile esaminare la struttura di base delle strade perché rappresentano la maggior parte dell’uso aggregato in questa categoria.

Il sottofondo rappresenta il terreno naturale, che verrà compattato prima dell’inizio della costruzione della strada. Lo strato di coperchiamento è uno strato facoltativo, usato quando i suoli locali richiedono la forza extra e non è ricoperto di bitume. Il sottobase è il principale strato di pietra stradale non patinata e il suo ruolo è quello di dare forza e agire come una piattaforma solida per gli strati sopra.

Il binder course (precedentemente due strati noti come base course e roadbase) e il surface course (precedentemente noto come wearing course) sono comunemente chiamati ‘asphalt’ o ‘tarmacadam’. Sono costituiti da aggregati grossolani, con granulometrie tipicamente comprese tra 2 mm e 28 mm, e aggregati fini, con granulometrie inferiori a 2 mm, miscelati con un legante bituminoso e occasionalmente con un riempitivo aggiuntivo se necessario. Le dimensioni esatte richieste per gli aggregati grossolani dipenderanno dall’uso particolare e dalla ricetta dell’asfalto specificata.

Zavorra ferroviaria

Un treno a pieno carico pesa una quantità considerevole (> 2 000 tonnellate), a cui si aggiunge il peso del binario stesso e delle traversine su cui poggia. È necessario un aggregato molto duro per sostenere questo peso e distribuire il carico di un treno in transito per evitare gravi danni al terreno o ad altre strutture sottostanti. Allo stesso modo il binario ferroviario e le traversine devono essere tenuti saldamente in posizione e non muoversi mentre un treno passa lungo di loro.

La zavorra ferroviaria è generalmente costituita da una roccia ignea dura, come il granito, con pezzi angolari di grandi dimensioni (40-50 mm) che si bloccano insieme. A causa del modo in cui si forma la roccia ignea, è altamente resistente alla pressione e non si rompe facilmente.

Usi non aggregati di sabbia, ghiaia e materiali di roccia frantumata

Cemento

Il cemento è una sostanza prodotta da calcare e scisto, con altri additivi minori, a temperature superiori a 1.200 ºC. Ha proprietà uniche: come polvere è sciolta e friabile, ma mescolata con acqua idrata in una pasta e poi, mentre si asciuga, si indurisce e lega insieme tutte le particelle circostanti.

Agricoltura

La calce viene assorbita dalle piante (colture o erba) e dagli alberi, ma viene anche naturalmente persa dai terreni per lisciviazione delle acque piovane e per l’uso di fertilizzanti. Ciò può comportare un aumento dell’acidità, perdita di fertilità nel suolo e talvolta un effetto negativo sulla struttura del suolo.

Per rimediare all’equilibrio, la “calce agricola” viene applicata ai campi per mantenere le condizioni di crescita necessarie per le colture o i pascoli. La calce può essere semplicemente calcare macinato o dolomite (che contiene anche magnesio) o calcare bruciato, (o dolomite bruciata) dove la roccia viene riscaldata in un forno.

Vetro

Il vetro è costituito dalla fusione della sabbia silicea ad alta temperatura, in presenza di sodio come flusso. Il vetro fuso, a circa 1.000 ºC viene versato continuamente da un forno su un bagno poco profondo di stagno fuso, dove si diffonde uniformemente. Viene quindi raffreddato rapidamente prima che possa verificarsi la cristallizzazione.

Usi industriali e di altro tipo

Il calcare viene utilizzato come flusso nell’estrazione del ferro dal minerale di ferro. Il ferro viene estratto dal minerale riscaldando in un forno. Il calcare viene aggiunto in modo che il silicio nel minerale formi un silicato di calcio (con il carbonato di calcio che è calcare) altrimenti formerebbe un silicato di ferro e quindi ridurrebbe la quantità di ferro metallico prodotto. Il silicato di calcio, insieme ad altre impurità, forma la “scoria” e questa sostanza può essere utilizzata come aggregato secondario leggero.

La sabbia, solitamente sabbia silicea, viene utilizzata per realizzare stampi in fonderia. Questi sono i contenitori cavi in cui viene versato il metallo fuso per produrre una fusione di una forma particolare. Il tipo esatto di sabbia utilizzata dipende dal particolare metallo o lega che deve essere fuso, ma di solito contiene argilla e/o qualche altro materiale per legarlo insieme.

La combustione del carbone nelle centrali elettriche produce anidride solforosa, uno dei principali gas che causa piogge acide. Invece di emettere semplicemente questo gas insieme agli altri gas di scarico, la maggior parte delle centrali elettriche a carbone oggi utilizza il calcare in un processo noto come “desolforazione dei gas di scarico”.

Il calcare viene finemente schiacciato e mescolato con acqua per formare una sospensione. Viene poi spruzzato nella torre assorbitore della centrale elettrica dove un processo chimico converte il calcare e zolfo in gesso. Questo gesso “artificiale” viene quindi recuperato e venduto per la fabbricazione di cartongesso.

Il calcare, o carbonato di calcio, ha anche molti altri usi. Macinato in polvere fine viene utilizzato come agente sbiancante o riempitivo in carta, adesivi, vernici, materie plastiche, PVC, dentifricio, compresse mediche e prodotti per la pulizia. Viene anche usato per fornire calcio aggiuntivo in integratori vitaminici e minerali, farina e mangimi.

Inerti specialistici

Gli inerti specialistici sono necessari per l’uso in determinate applicazioni impegnative; in particolare dove sono richiesti elementi leggeri nelle costruzioni o dove sono richiesti materiali pesanti e ad alta densità.

Aggregato leggero

Gli aggregati leggeri (LWA) sono richiesti per le situazioni in cui è richiesto il calcestruzzo che impone bassi carichi sugli elementi strutturali delle costruzioni. Gli aggregati devono quindi avere bassa densità e peso, ottenuto utilizzando materiali porosi, ma resistenza adeguata.

Una varietà di materiali può essere pelletizzata (formata in pellet) e riscaldata facendoli indurire ed espandere. Questi includono argilla, scisto e ardesia, fanghi (ad esempio da opere fognarie), sedimenti a grana fine dragati dal mare o dai fiumi e ceneri di combustibile polverizzate.

Altri materiali che possono essere utilizzati sono materiali vulcanici naturali che sono pieni di cavità gassose tra cui pomice e scoriae (“ceneri naturali”). I materiali vulcanici non si trovano nel Regno Unito, ma possono essere importati, in particolare dall’Italia.

Aggregato ad alta densità

Gli aggregati ad alta densità sono necessari per la produzione di calcestruzzo in grado, ad esempio, di attenuare le radiazioni e quindi di essere adatti per la schermatura di impianti nucleari e strutture mediche come le sale per trattamenti radioterapici.

Gli aggregati sono una componente fondamentale e importante del calcestruzzo ad alta densità e sono principalmente minerali frantumati contenenti elementi relativamente pesanti, in combinazione con vari additivi, ma possono anche includere rottami di acciaio o alcune ceramiche.

I minerali rilevanti includono ematite frantumata e magnetite (entrambi ossidi di ferro), limonite (idrossido di ferro) ilmenite (ossido di titanio di ferro) e barite (bariti – solfato di bario). Altri additivi possono includere serpentinite (silicato di magnesio idroso di calcio) e borace (borato di sodio).

Questo articolo è stato scritto dal Mineral Industry Research Organisation.

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