Quality evaluation and loss estimation at gravel quarries around the Qena Governorate, Egypt: A case study

Abstract

Purpose. In recent years in Egypt there has been a significant increase in the demand for building materials, particularly gravel which is employed in buildings, the base layer for road construction, and other industries. The quality of gravel that is deemed suitable for different purposes depends on the physical, chemical, and mechanical properties of the gravel; these aspects are determined according to the Egyptian Code, depending on the required application. Methods. Representative samples were collected from two working sides of the quarries, then they were processed in a laboratory to characterize the samples depending on the location and evaluate their properties with respect to the corresponding concrete and road codes. Findings. The findings indicate that the gravel tests were simple to conduct and that the gravel from these locations were suitable for constructed roads and to be used in mixture of asphalt and cement. Originality. The samples were collected from five quarries around the Qena Governorate, Egypt; each of these locations occupied areas ranging from approximately 100×100 or 200×100 m2. Practical implications. The loss of gravel at the studied quarries was found to be 32.88-44.06%. Abo-Teshet 1 exhibited the highest loss of gravel deposits with thicknesses ranging from 0.5 to 1.50 m, which was attributed to the fill layers.

Мета. Оцінка якості гравію на основі дослідження його фізико-хімічних і фізико-механічних властивостей, а також визначення втрат на прикладі гравійних кар’єрів у провінції Кена, Єгипет. Методика. Зразки були відібрані з п’яти місць кар’єрів у провінції Кена, Єгипет, на площі від 100×100 до 200×100 м2 з двох робочих сторін кар’єрів. Зразки оброблені в лабораторії для визначення якості зразків залежно від їх місцезнаходження та оцінки їх властивостей відповідно до існуючих стандартів бетону й дорожнього покриття. Петрографічне дослідження гравію проводилося відповідно до стандарту ASTM 295. Результати. Встановлено, що зразки гравію є щільними і твердими, а його водопоглинання змінюється від 0.47 до 2.21% (тобто більше 5%) і свідчать про те, що гравій підходить для використання в якості фундаменту і підстилаючого шару відповідно до єгипетських правил для цементних, асфальтових і дорожніх сумішей. Хімічний та мінералогічний склад гравію, в тому числі петрографічний аналіз, показав, що вони належали конусам виносу з четвертинних і річкових відкладень. Встановлено, що у вивчених кар’єрах втрата гравійних відкладень склала 32.88-44.06%. Визначено, що родовища гравію на східному березі долини Нілу в районі Кени були широко розповсюджені та мали високу якість. Наукова новизна. Вперше проведена оцінка фізико-хімічних і фізико-механічних властивостей гравію кар’єрів провінції Кена, Єгипет, для встановлення можливості їх застосування в будівельній промисловості. Практична значимість. Доведено, що гравій досліджуваних локацій підходить для будівництва доріг і використання в суміші асфальту та цементу, що дає можливість забезпечити місцеві регіони сировиною для будівельної промисловості.

Цель. Оценка качеств гравия на основе исследования его физико-химических и физико-механических свойств, а также определение потерь на примере гравийных карьеров в провинции Кена, Египет. Методика. Образцы были отобраны из пяти мест карьеров в провинции Кена, Египет, на площади от 100×100 до 200×100 м2 с двух рабочих сторон карьеров. Образцы обработаны в лаборатории для определения качества образцов в зависимости от их местонахождения и оценки их свойств в соответствии с существующими стандартами бетона и дорожного покрытия. Петрографическое исследование гравия проводилось в соответствии со стандартом ASTM 295. Результаты. Установлено, что образцы гравия являются плотными и твердыми, а его водопоглощение изменяется от 0.47 до 2.21% (т.е. более 5%) и свидетельствуют о том, что гравий подходит для использования в качестве фундамента и подстилающего слоя в соответствии с египетскими правилами для цементных, асфальтовых и дорожных смесей. Химический и минералогический состав гравия, в том числе петрографический анализ, показал, что он принадлежал конусам выноса из четвертичных и ручьевых отложений. Установлено, что в изученных карьерах потеря гравийных отложений составила 32.88-44.06%. Определено, что месторождения гравия на восточном берегу долины Нила в районе Кены были широко распространены и имели высокое качество. Научная новизна. Впервые проведена оценка физико-химических и физико-механических свойств гравия карьеров провинции Кена, Египет, для установления возможности их применения в строительной промышленности. Практическая значимость. Доказано, что гравий исследуемых локаций подходит для строительства дорог и использования в смеси асфальта и цемента, что дает возможность обеспечить местные регионы сырьем для строительной промышленности.