Documente noi - cercetari, esee, comentariu, compunere, document
Referate categorii

Cercetari privind posibilitatea utilizarii rocilor in constructii

Cercetari privind posibilitatea utilizarii rocilor in constructii

Abstract

The use of rocks in constructions is stated through various criteria which should be full field by rocks in order to be employed in this field. The use of rocks in developing the infrastructure for terrestrial communication ways, such as roadways and railways is allowed only if they can be framed in certain quality criteria. Consequently, the laboratory of Geomechanics of the University of Petrosani has assessed the geomechanical properties of rocks used in construction, being than compared with threshold limit values imposed by statutory legal requirements. There were studied several rocks from Jiu and Mures Valley and also from Northen Dobrogea. The analyzed rocks were obtained from several clients.



REZUMAT

Utilizarea rocilor in constructii este reglementata prin standarde care impun o serie de criterii ce trebuie sa le indeplineasca rocile pentru a fi utilizate in acest domeniu. Utilizarea rocilor la executarea infrastructurii pentru caile de comunicatii terestre: autostrazi si cai fereate este permisa numai daca acestea se incadreaza in anumite criterii de calitate. In acest sens in laboratorul de “Geomecanica” al Universitatii din Petrosani au fost determinate propietatile geomecanice ale rocilor pentru a fii utilizate in domeniul constructiilor si au fost comparate cu valorile limita impuse de standardele in vigoare. Au fost luate in studiu o serie de roci din Culoarul Muresului, Jiului precum si din Dobrogea de Nord. Rocile analizate au fost puse la dispozitie de diversi beneficiari.

1. Proprietati mineralogo – petrografice

Din punct de vedere al naturii mineralogo – petrografice rocile trebuie sa fie omogene, fara urme vizibile de alterare fizica sau chimica, fara silice microcristalina sau amorfa, care poate reactiona cu alcaliile din ciment.

Dupa geneza rocile sunt

magmatice: granite, granodiorite, riolite, dacite, sienite, diorite, andezite, diorite, gabrouri, bazalte, diabaze, melafire;

metamorfice: amfibolite, cuartite, gnaise, calare cristaline si

sedimentare: calcare, dolomite, gresii silicioase, brecii.

Desrierea mineralogo – petrografica a rocilor analizate este prezentata in Tabelul 1.

2. Proprietati fizice

Pentru rocile luate in studiu au fost determinate urmatoarele proprietati fizice: densitate specifica, densitatea volumica, porozitatea, coeficientul de absorbtie al apei si umiditatea. Valorile obtinute in laboratorul Geomecanica al Universitatii din Petrosani, al acestora, sunt redate in Tabelul 1.

Tabel 1. Descrierea mineralogo- petrografica si proprietatile fizice ale rocilor

Nr. crt.

Denumirea rocii

Loc de colectare Cariera

Densitatea specifica

g x 104 [N/m3]

Densitateaa volumica

ga x 104 [N/m3]

Porozitatea

n [%]

Umiditatea

W [%]

Coeficient de absorbtie a apei

Fractiuni < 0,09

1.

Granit gnaisic

Macin

2,669

2,646

0,824

0,048

0,015

0,01

2.

Granit cataclazat

Izvoarele vii

2,64

6,62

0,83

0,064

0,011

0,02

3.

Porfir cuartifer

Iglicioara

2,68

2,58

4,08

0,21

0,012

0,033

4.

Granit alcalin

Fantana lui Manole

2,64

2,62

0,605

0,11

0,01

0,011

5.

Porfir granitic

Cerna – Movila Rosie

2,62

2,57

1,178

0,5

0,104

0,015

6.

Diabaz porfiric

Revarsarea

2,83

2,795

1,23

0,51

0,01

0,003

7.

Andezit

Certej – Coranda

2,64

2,57

2,7

0,78

0,113

0,257

8.

Diabaz

Zam

2,72

2,705

0,55

0,04

0,018

0,025

9.

Calcar

Baschioi

2,8

2,77

1,07

0,13

0,55

0,24

10.

Paragnais

Valea Strambului Rasinari

2,7

2,656

1,62

0,5

0,36

0,155

11.

Gresie silicioasa

Valea Jiului

2,75

2,7

1,8

0,2

0,5

0,33

3. Proprietati mecanice

Utilizarea rocilor la infrastructura cailor de comunicatii terestre este conditionata de indeplinirea unor conditii minime de calitate. Pentru a indeplini conditiile de calitate rocile trebuie sa fie incercate la diferite solicitari mecanice. Astfel pentru rocile analizate au fost determinate caracteristicile importante ale acestora si anume: rezistenta de rupere la compresiune in stare uscata, saturata si dupa cicluri inghet – dezghet; rezistenta la strivire in stare uscata si saturata; rezistenta la inghet – dezghet; coeficientii de inmuiere si de gelivitate.

Valorile acestor proprietati sunt redate in Tabelul 2.

Tabel 2. Proprietati mecanice ale rocilor

Nr. crt.

Denumirea rocii

Rezistenta la compresiune



src [MPa]

Rezistenta la strivire

Coeficient de inmuiere

I

Coeficient de inmuiere

prin saturatie hs

Coeficient de gelivitate

mg

Starea  epruvetei

Starea

Uscata

Satura

ta

cicluri inghet-dezghet

Uscata

Rcu

Satura

ta

Rcs

1.

Granit gnaisic

132

130

128,9

90,5

87,5

0,966

1,015

0,1

2.

Granit cataclazat

145

142

140,5

92,4

88

0,85

2,06

0

3.

Porfir cuartifer

91

89,5

88

83

80

0,96

1,64

0,15

4.

Granit alcalin

137

129

125

90,4

89

0,98

5,8

0

5.

Porfir granitic

142

140,5

138

95

89

0,936

1,05

0,11

6.

Diabaz porfiric

132

129

125

98

93

0,948

2,27

0,18

7.

Andezit

120

111

108

85

79

0,929

7,5

0,15

8.

Diabaz

142

138

135

84

80

0,952

2,8

0,1

9.

Calcar

110

101

98

78

63

0,81

8,18

0,28

10.

Paragnais

130

125,5

109

84,49

68,5

0,81

3,46

0,333

11.

Gresie silicioasa

59

54

50

73

59

0,808

8,47

0,625

4. Proprietatile tehnologice

Pentru ca rocile sa poata fi utilizate la terasamentele cailor ferate si a soselelor este necesar sa se determine urmatoarele caracteristici tehnologice: rezistenta la uzura, coeficientul de calitate, clasa rocii si abrazivitatea iar rezultatele acestora trebuie sa se incadreze in anumite limite. Valorile acestor proprietati sunt redate in Tabelul 3.

Tabel 3. Propietatile tehnologice ale rocilor

Nr. crt.

Denumirea rocii

Rezistenta la uzura

Ruz [%]

Abrazivitatea rocilor

a [mg]

Coeficient de calitate

C

Calasa rocii

Tip de roca

Los Angeles

Deval

1.

Granit gnaisic

15,5 – 16

2,31

18

17,31

A

Excelenta



2.

Granit cataclazat

14 – 15

2,15

21

18,6

A

Excelenta

3.

Porfir cuartifer

16 – 17

2,35

19

17,02

A

Excelenta

4.

Granit alcalin

15,5

2,02

15

19,8

A

Excelenta

5.

Porfir granitic

14 – 15

2,13

20

18,77

A

Excelenta

6.

Diabaz porfiric

15,8

2,15

15

18,6

A

Excelenta

7.

Andezit

2,5

12

16

A

Excelenta

8.

Diabaz

18 – 20

2,155

17

18,56

A – B

Excelenta

9.

Calcar

15,7 – 19,7

2,544

5

16,706

A – B

Excelenta

10.

Paragnais

22 – 24

3,25

4

12,3

C

Buna

11.

Gresie silicioasa

25

4,1

7

9,75

D - E

Acceptabila

5. Concluzii

Valorificarea durabila si competitiva a resurselor naturale energetice si minerale este una din tintele strategiei industriei miniere pentru perioada urmatoare.

Valorile caracteristicilor rocilor analizate prezentate in Tabelele 1, 2 si 3 au fost comparate cu conditiile de admisibilitate impuse de standardele in vigoare care sunt redate in Tabelul 4.

Tabel 4. Conditii de admisibilitate

Porozitatea aparenta

max.

Rezistenta la compresiune

MPa]

valoare minima

Rezistenta la uzura

max.

Coeficientul de calitate

min.

Coeficientul de gelivitate

m25

max.

Sensibilitatea la inghet

h25

max.

Coeficient de inmuiere

uscata

saturata

3

140

90

18

15

3

25

1

Din compararea valorilor obtinute cu conditiile de admisibilitate se pot trage urmatoarele concluzii:

Rocile magmatice sunt cele care corespund conditiilor de admisibilitate. Aceste roci au rezistenta de rupere la compresiune mai mare de 130 MPa si coeficienti de inmuiere si gelivitate foarte mici; coeficientul de calitate al acestor roci le recomanda pentru utilizarea acestora la terasamente de cale ferata cat si la infrastructura drumurilor.

Din punct de vedere al abrazivitatii, rocile analizate sunt abrazive sau mediu abrasive, iar rezistenta la uzura, respectiv coeficientul de calitate se incadreaza in limitele de admisibilitate.

Primele sapte categorii de roci din tabelele 1, 2 si 3 sunt din categoria A din punct de vedere al tipului de drum, deci se preteaza pentru autostrazi si din punct de vedere al calitatii sunt excelente.

Din punct de vedere al coeficientului de gelivitate acestea sunt recomandate pentru utilizarea in constructii.

Toate rocile analizate in cadrul laboratorului de Geomecanica al Universitatii din Petrosani, cu exceptia gresiilor silicioase din Valea Jiului, indeplinesc toate conditiile si pot fi utilizate la infrastructura cailor de comunicatii terestre.

Bibliografie

1. ARAD, V. Geotehnica miniera, Ed. Tehnica, Bucuresti 1995;

2. ARAD, V. Mecanica rocilor, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti 2004

3. ARAD, V., BOGDAN, I., Geotehnica si fundatii, Editura Solness Timisoara 2001,

4. ARAD, V., TODORESCU, A. Ingineria rocilor si structurilor de suprafata, Ed. Risoprint, Cluj – Napoca, 2006

5. ARAD, V., s.a. Incercari de laborator pe agregate naturale de balastiera si roci de provenienta, Contract de cercetare 6/2006 cu ITALSTRADE SpA Bucuresti

6. ARAD, S. s.a., Cercetari teoretice si experimentale in vederea optimizarii caracteristicilor geomecanice ale rocilor din cariera Valea Strambului – Rasinari, Contract de cercetare 2/2007, Universitatea din Petrosani.

7. DANCIU, C. Caracterizarea din punct de vedere geomecanic a rocilor magmatice de pe culoarul Muresului, Referat de doctorat 2/2007, Universitatea din Petrosani, 2007

8. HIRIAN, C., ARAD, V., DANCIU, C. Determinarea caracterisiticilor mecanice, elastice si reologice din carierele din Dobrogea. Contract nr. 5/2003, Universitatea din Petrosani.;

9. PARTNOI, V., Contributii la optimizarea parametrilor de perforare – impuscare pentru cariere de granitoide din zona Turcoaia – Dealul lui Manole, Teza de doctorat, Universitatea din Petrosani, 2006

10. TODORESCU A. – Propietatile rocilor, Ed. Tehnica, Bucuresti 1984

11. Colectie de standarde