Перспективи виробництва кам'яної муки і щебеню з відсіву каменедробіння в Пензенської області
Перспективні напрямки застосування кам'яного борошна і високоякісного щебеню з відсіву каменедробіння
Застосування кам'яного борошна дозволяє надати розчинів і бетонів певні будівельно-технологічні властивості, збільшити міцності бетону, підвищити водо- і корозійну стійкість, зменшити водопоглинання і усадку бетону.
При формуванні бетонної суміші в ній утворюються порожнечі і пори через недосконалість технологічного процесу змішування різних наповнювачів і за рахунок залучення і защемлення повітря і води, не вступила у взаємодію з цементом. Введення мінеральних наповнювачів в бетон сприяє отриманню максимально щільної упаковки частинок в тесті бетону і як наслідок ущільнення структури бетону.
Добавка кам'яного борошна в бетонні суміші призводить до зміцнення контактної зони між цементним каменем і заповнювачем в бетонах. У звичайних Портландцементний бетонах зона контакту менш щільна, ніж масивне тісто і являє собою велику кількість пластинчастих кристалів гідроксиду кальцію розташованих перпендикулярно поверхні заповнювача. Використання тонкодисперсного наповнювача в значній мірі знижує капілярну пористість контактної зони. Але не можна зловживати мінеральними добавками, необхідно пам'ятати, що при досягненні певного рівня насичення бетону кам'яної борошном подальше збільшення концентрації наповнювача призводить до розбавлення цементного каменю і зменшення міцності бетону.
Для активного управління структурою і властивостями бетонної суміші та бетону, поряд з хімічними добавками застосовують мінеральні добавки (МД). Ці матеріали являють собою порошки різної мінеральної породи, одержувані з природного або техногенного сировини. Мінеральні добавки відрізняються від заповнювача дрібними розмірами зерен (менше 0,16 мм, а частіше ще менше), а від хімічних модифікаторів тим, що вони не розчиняються у воді, будучи по суті тонкої складової твердої фази бетону. Розташовуючись разом з цементом в пустотах заповнювач, вони ущільнюють структуру бетону, в ряді випадків дозволяють зменшити витрату цементу. Тому МД часто називають мінеральними наповнювачами.
Використання органо добавок в бетонах зробило революцію в будівельному виробництві. Бетони, до складу яких можуть включатися компоненти комплексних модифікаторів, назвали бетонами нового покоління. Вперше концепція отримання таких бетонів була сформульована в 1986 році, основними критеріями якої є:
- висока міцність, включаючи ранню міцність (R28 = 120 МПа і вище, R1 - не менше 25. 30 МПа);
- висока морозостійкість (F400 і вище);
- висока водонепроникність (W12 і вище);
- висока хімічна стійкість;
- високий опір стирання (не більше 0,4 г / см 2);
- високий модуль пружності;
- низьке водопоглинання (менше 2,5% за масою);
- низька адсорбційна здатність;
- бактерицидність і фунгіцидність;
- регульовані показники деформативності.
Органомінеральні добавки застосовуються для виготовлення сухих будівельних сумішей. Використання сухих сумішей дозволяє економити цемент за рахунок пластификации і водоутримання приготованих розчинів. Сухі суміші дозволяють знизити транспортні витрати на 15%, а втрати на 5-7%.
Основними споживачами відходів каменедробіння в даний час є дорожньо-будівельні організації, що використовують відсів в асфальтобетонних сумішах як дрібний заповнювач. Оскільки велика частина відходів має модуль крупності 3,2-3,6, вони використовуються як укрупнювати добавка до дрібних пісках в бетонах різного призначення. Кубічна форма щебеню сприяє підвищенню міцності бетону на 10-15%.
Перевагою відходів каменедробіння вважають шорсткість і неправильну поверхню зерен відсіву, зокрема застосовуваних в водяних фільтрах.
За даними лабораторно-технологічних випробувань, родовища карбонатних порід придатні для виробництва будівельного щебеню марок 200-400 без його збагачення та марки 600 - після збагачення. Відходи дроблення можуть бути використані як сировина для отримання силікатних бетонів, мінеральних порошків-наповнювачів асфальтобетонних сумішей і доломітового борошна і т. Д.
Сучасні технології виробництва продукції
кам'яна борошно
Для промислових цілей високодисперсні наповнювачі можуть бути отримані різними способами:
- помелом мінеральних гірських порід;
- кон-ден-са-ци-їй при кипінні розплавів;
- пилеосажденіем твердих частинок з відх-дя щих газів.
При пилеочистка газів, що відходять печей різних вироб-ництва дис-пер-с-ність затриманих частинок визначається технічними характе-рис-тиками пилеосадітельних пристроїв. Спеціальне валове по-лучение ультрадіс-палої частинок подрібне-ням «на прохід» являє собою складну і праце-ємну завдання і при су-суспільством методах помелу чи здійсненну через надзвичай-чай-но ви-сокой енергоємності. При по-молі по замкнутому циклу можна виділяти ульт-ра-дисперсні частинки в слабкому газовоздушном потоці.
Доцільним є спосіб отримання високодисперсною кам'яного борошна шляхом помелу місцевих природних кам'яних матеріалів осадового походження c метою отримання органо модифікатора широкого спектру дії.
Виробництво кам'яної муки, включає наступні модулі:
- модуль прийому, подачі і зберігання відходів каменедробіння;
- технологічний модуль помелу мінеральних відходів каменедробіння, що включає лінію дроблення;
- модуль упаковки кам'яного борошна.
При схемі виробництва, заснованої на сушінні, вапняк або доломіт після роздрібнення подається в бункер, з кото-рого тарілчастим живильником рівномірно завантажується в сушильний барабан для підсушування. Сушка здійснюється димовими газами, які надходять в сушильний барабан з топки. В якості палива може застосовуватися вугілля, газ, мазут та ін. Висушена матеріал надходить в бункер млина, звідки подається питати-лями в кульову млин для помелу. З кульового млина вапнякова мука направляється на склад готової продукції і потім відвантажується споживачам.
органомінеральні добавки
Органомінеральні добавки можуть бути отримані в процесі виробництва кам'яної муки на стадії помелу додаванням порошкоподібних модифікаторів.
Органомінеральні добавки отримують, об'єднуючи в єдину систему органічний і мінеральний компоненти, що володіють конкретним модифицирующим ефектом.
В якості органічного компонента можуть бути використані добавки різного функціонального призначення.
За своїм функціональним дії добавки бувають:
- пластифицирующие і гідрофобізуючі;
- сповільнювачі схоплювання і прискорювачі схоплювання і твердіння;
-пороутворюючих (воздухововлекающие) і антивспенивающие (піногасники);
- дисперсійні полімерні порошки;
-загущаючі (зменшують липкість до інструменту).
Всі без винятку добавки, які використовуються у виробництві органо комплексів, повинні бути сухими, добре розчинними у воді порошкоподібними речовинами. Крім того, вони повинні бути не гігроскопічними, легко і рівномірно розподілятися в сухих і розчинних сумішах.
Мінеральним компонентом комплексного органо модифікатора є тонкомолотиє зернисті матеріали з розміром частинок менше 0,15 мм і волокнистих порошкоподібною матеріалами. До них відносяться мармурова, вапнякове та доломітове борошно, мелені кварцові піски, крейда, шлаки та золи та ін.
Всі волокнисті наповнювачі застосовуються в якості армуючого компонента. При цьому виявляються кращі якості армуючих матеріалів:
-збільшення міцності при розтягуванні і вигині;
-підвищення стійкості до ударних і вібраційних навантажень;
-зниження усадки тверднуть розчинів і, як наслідок, підвищення тріщиностійкості;
-поліпшення тиксотропних властивостей і фіксує здібності (наприклад, протидія сповзанню плитки в разі плиткового клею);
-збільшення деформативності здатності полімерцементних композицій.
Короткі і середньої довжини волокна до 500 мкм легко перемішуються в змішувачах будь-якого типу. Довгі волокна рекомендується змішувати в змішувачах з високими швидкостями змішування, при цьому досягається рівномірне їх розподіл і распушеваніе в сухої суміші.
Вибір добавок здійснюється в залежності від функціонального призначення будівельного матеріалу.
Технологічний процес отримання органо модифікатора передбачає спільний помел органічного компонента і мінерального наповнювача до необхідної дисперсності.
Технологічна схема отримання органо-мінеральної добавки включає наступні модулі:
-модуль прийому, подачі і зберігання вихідних компонентів (природних кам'яних матеріалів та сухих порошкових добавок);
- модуль сушки і фракціонування кам'яних природних матеріалів;
-технологічний модуль помелу органоминеральной суміші, що включає лінію дроблення і дозування карбонатних і кременистих порід;
-модуль упаковки і видачі готової сухої органо-мінеральної суміші.
Дроблення мінеральних порід передбачається в валковой дробарці до розмірів шматків не більше 10-15мм. Потім проводиться спільний помел мінерального компонента і органічного модифікатора з метою отримання органо-мінерального модифікатора. Для помелу з одночасною сушкою можна використовувати різні види млинів. Тривалість помелу залежить від твердості використовуваних мінеральних порід і необхідної питомої поверхні. Мінімальний час помелу органо-мінеральної суміші в цементній лабораторному млині до питомої поверхні 699-800 м 2 * кг не перевищує для м'яких наповнювачів 10-15хв. карбонатних - 1,5 - 2,0час. З помельного відділення готова суміш надходить в модуль упаковки, де передбачається її дозування по 20-40 кг і розфасовка в багатошарові гідрофобіхірованние паперові мішки з подальшою зашиттям горловини мішків. Транспортером упаковані мішки відправляються на склад.
Сушка природних кам'яних матеріалів проводиться до вологості, що не перевищує 0,5%.
При зберіганні і транспортуванні суха органомінеральне суміш повинна бути захищена від впливу вологи. У зв'язку з тим, що порошкові мінеральні матеріали схильні до злежування, яке різко посилюється з підвищенням температури, вологості повітря і тиску органомінеральний модифікатор слід зберігати в закритих складських приміщеннях, що виключають потрапляння прямих сонячних променів і вологи при плюсовій температурі не вище 35 о С. Термін зберігання - 6 місяців з дня виготовлення. Щільність сухої органоминеральной добавки становить 600-1350 кг / м 3 в залежності від щільності органічних добавок, що модифікують і мінеральних наповнювачів.
Кам'яні матеріали, що застосовуються для транспортного будівництва, попередньо переробляють (дроблення до відповідних розмірів, сортування по крупності) і збагачують (очищення від забруднюючих домішок, поділ по крупності), в результаті чого отримують матеріал, який відповідає вимогам технічних умов і ГОСТів. Під збагаченням відсіву дроблення і різноміцних кам'яних матеріалів мається на увазі комплекс операцій, які забезпечують отримання матеріалу необхідної якості. Сучасний процес збагачення полягає в відділенні слабких різниць і забруднених домішок, що знижують якість матеріалу, і поділі збагаченого матеріалу на марки по міцності.
Збагачення відсіву дроблення "сухим" способом
Технологічна схема установки для "сухого" збагачення відсіву дроблення поточного виробництва включає наступні операції: підсушування відсіву дроблення; виділення з відсіву дроблення частинок більше 5 мм (при необхідності матеріал крупніше 5 мм поділяють на фракції по граничному зерну 10 (20) мм); сухе видалення пилувато-глинистих частинок з матеріалу дрібніше 5 мм; очистку забрудненого повітря перед викидом його в атмосферу; подачу готової продукції на склад.
Технологічна схема сухого збагачення вологих відсіву дроблення. Підсушування відсіву дроблення виробляють, якщо їх вологість перевищує 1,5-3,0%. Допустима максимальна вологість визначається зерновим і мінералогічним складами відсіву дроблення, а також обладнанням, застосовуваним для видалення пилувато-глинистих частинок, і встановлюється на стадії технологічного випробування. Для сухого збагачення на дробильно-сортувальні заводи слід направляти відсівання після другої (і наступних) стадій дроблення.
Вихідними даними для вибору способу збагачення різноміцних кам'яних матеріалів і проектування технологічної схеми є: обсяг виробництва, кліматичні умови і результати технологічного випробування.
Таким чином, мінерально-сировинна база Пензенської області має великий потенціал для виробництва кам'яної муки і щебеню з відсіву каменедробіння і дозволить ефективно розвиватися промисловості будівельних матеріалів і будівельного комплексу регіону.