Как улучшить качество щебня

Обновлено: 06.05.2024

Почти все месторождения характеризуются в той или иной степени неоднородностью камня по прочности. Даже сравнительно однородные высокопрочные гранитные породы содержат слабые включения. Наиболее неоднородны известняки, залегающие слоями различной плотности.

Для улучшения качества щебня на основе детальной геологической разведки месторождения можно производить так называемую селективную разработку карьера, добывая только наиболее прочный камень. Но при этом значительно усложняются работы и повышается стоимость щебня.

При современном крупном производстве более целесообразна [ассовая разработка месторождений с последующим разделением родукции на отдельные классы по прочности и назначению.

Для обогащения щебня используют те же методы, которые при-[еняются для гравия и описаны выше.

Особое значение для щебня имеет обогащение по принципу избирательного дробления. Этот метод основан на следующем влении. Степень измельчения дробимого камня зависит не только от вида дробилки, ее настройки и режима работы, но и от прочности камня. Если через дробилку, работающую в постоянном режиме, пропускать камень разной прочности, то чем меньше проч-ость, тем мельче будет продукт дробления. Поэтому если после робления отсеять из продукта мелкую фракцию, то оставшийся адрешетный продукт окажется более однородным и прочным. 'Десь выявляется еще одно важное достоинство промежуточного рохочения: оно позволяет, отделяя непрочную фракцию, обога-ать конечную продукцию

Эффективность избирательного дробления особенно высока при использовании дробилок ударного действия, в которых камень на лету дробится ударом. Иногда с этой целью применяют специальные молотковые, роторные дробилки, дезинтеграторы и др.

Помимо обогащения по прочности возможно обогащение получаемого щебня по форме зерен. Для отделения зерен пластинчатой и игловатой форм применяют щелевые и специальные колосниковые грохоты ( 5.28), дающие определенный эффект при небольших затратах. Была предложена и внедрена также «грануляция» щебня дополнительной обработкой в молотковой дробилке или в дробилках других типов, работающих «в режиме грануляции»-— при соответствующей настройке и неполной загрузке. За счет разламывания преимущественно зерен пластинчатой и игловатой форм щебень при «грануляции» приближается к кубовидному. Однако это связано со значительными затратами, которые не всегда окупаются.

Относительно эффективности применения щебня с той или иной формой зерен существуют различные мнения. Некоторые исследователи (С. С. Гордон) полагают, что пластинчатая (лещадная) форма зерен щебня лучше кубовидной, поскольку позволяет получать бетон более высокой прочности. С учетом изложенного в гл. 4 это можно объяснить эффектом «армирования» бетона заполнителем. Но, с другой "стороны, удобоукладываемость бетонных смесей на щебне с кубовидной формой зерен, несомненно, лучше, что особенно важно при бетонировании тонкостенных густоармированных конструкций, например при производстве железобетонных напорных труб. В подобных случаях обогащение щебня по форме зерен оправдывает затраты.

Промывка щебня производится, когда содержание пыли в нем превышает пределы, допускаемые стандартами. Осуществляется она, как правило, в процессе мокрого грохочения разбрызгиванием воды над грохотами.

Перспективным методом обогащения является сухое обеспыливание щебня потоком воздуха, которое также можно совместить с процессом грохочения.

Для улучшения качества щебня в технологические схемы дробильных заводов включают промывку. В месторождениях изверженных и метаморфических пород глинистые включения отсутствуют, поэтому промывку производят только при значительном содержании пылеватых частиц. В месторождениях осадочных пород и гравийно-песчаном материале всегда присутствует глина и пылеватые частицы, содержание которых превышает допустимые пределы.

Процесс промывки основан на способности глины разрушаться в водной среде, в результате чего она может быть отделена от сырья и удалена в слив. Погруженная в воду глина впитывает в себя влагу, ее поверхностные слои набухают и становятся рыхлыми. При интенсивном трении всей горной массы в промывочной машине эти слои непрерывно удаляются.

Качественную сторону промываемости материала оценивают показателем промываемости, определяющим количество энергии, затраченной на промывку единицы материала

Э_уд = N/П, (7.2.7)

где N - мощность, необходимая для промывки материала, кВт;

П - производительность машины, т/ч.

В зависимости от удельного расхода энергии для промывки того или иного материала можно выбрать тип промывочной машины. Легкопромываемые материалы, на промывку которых расходуется мало энергии, могут быть промыты на плоских виброгрохотах с брызгалами. Для труднопромываемых материалов необходимы сложные промывочные машины с интенсивным воздействием: гравиемойки-сортировки, грохоты, вибрационные вибромойки и плоские вибрационные грохоты; корытные наклонные и горизонтальные мойки.

Производительность гравиемойки-сортировки 9. 45 м 3 /ч. На промывку 1 м 3 материала расходуется 3. 5 м 3 воды. Технические характеристики вибрационной мойки щебня (гравия) и пескомойки приведены в табл. 7.2.5 и 7.2.6.

Технические характеристики вибрационной мойки щебня (гравия)

Модель	Крупность промываемого материала, мм	Размер ванн, м	Производительность, м 3 /ч	Мощность, кВт	Масса без загрузочных и разгрузочных устройств, т
ДРО-636	5. 100	3,5´0,6	До 30	7,0

Техническая характеристика пескомойки

Модель	Производительность (промытого песка), м 3 /ч	Расход воды в зависимости от степени очистки, м 3	Скорость движения скребкового транспортера, м/с	Мощность электродвигателя привода, кВт	Масса, т
ИТБР-022	3. 5	0,185	2,0

Обогащение щебня по форме зерен получают в виброгрохотах с щелевидными ситами, грануляцией щебня в роторных дробилках ударного действия и в барабанных грануляторах. При использовании обогащенного щебня улучшается удобоукладываемость бетонных смесей и уменьшается расход цемента.

Сущность обогащения по форме зерен состоит в следующем. Продукт дробления рассеивают и подвергают сортировке на щелевидных ситах. Обогащение на барабанных грануляторах состоит в том, что при вращении барабана продукт крупностью до 150 мм захватывается лифтерами типа лопает и поднимается наверх. Не достигая верхней точки барабана, куски скатываются с лифтера и падают на находящийся внизу слой материала. Кроме того, при вращении барабана материал в верхних слоях перекатывается. При падении кусков и перекатывании тонкие лещадные зерна размельчаются, разламываются, острые края обламываются, в результате чего улучшается форма щебня. Технологическая схема дробильно-сортировочной установки для получения мытого кубовидного щебня показана на рис. 7.2.8.

Обогащение щебня и гравия по прочности осуществляют в отсадочных машинах, механических классификаторах, в тяжелых средах. Минеральные зерна различной прочности имеют разную плотность. Процесс разделения таких зерен в попеременно восходящем потоке воды называют отсадкой и осуществляют в отсадочных машинах. Расслоение материала в отсадочных машинах происходит в условиях стесненного падения зерен. При отсадке смеси зерна различных плотностей разрыхляются при восходящем потоке При нисходящем потоке воды происходит взаимное смещение зерен с различными плотностями. Продукт, соответствующий ГОСТу, можно получить, если количество обогащаемого материала с содержанием слабых разновидностей не превышает 35 %.

Обогащение щебня на механическом классификаторе основано на том, что более прочные разности щебня имеют большую упругость и меньший коэффициент трения, чем слабые. Характеристикой упругости тел является коэффициент восстановления. При падении щебня на стальную поверхность зерна отскакивают под углом, который равен углу падения.

Рис. 7.2.8. Дробильно-сортировочная установка для получения мытого кубовидного щебня

Скорость отскока зерна

V₀ = K·V, (7.2.8)

где К - коэффициент восстановления;

V - скорость зерна до удара, м/с.

Сущность обогащения состоит в том, что плотные, более прочные зерна отскакивают дальше легких и попадают в соответствующие бункера.

Обогащенный песок получают путем удаления с помощью обогатительного оборудования мелких зерен, отсева зерен крупнее 5 мм. Основным методом разделения песка по крупности является гидравлическая классификация. Обогащение песков (отмыв мелких зерен) осуществляют в спиральных классификаторах и гидроциклонах, а фракционирование - в вертикальных гидравлических классификаторах.

Каменные материалы, используемые для устройства покрытий с применением органических вяжущих материалов, оценивают по:

- прочности на сжатие или марке щебня по дробимости в цилиндре;

- износу (в полочном барабане);

- сцеплению с вяжущими материалами;

- содержанию глинистых частиц;

- содержанию зерен пластинчатой формы;

На готовую продукцию отдел технического контроля (ОТК) составляет паспорт лабораторных испытаний и оформляет документами аттестации продукции по качеству.

Во всех месторождениях слои камня неоднородны по прочности. Чтобы улучшить качество щебня, производят специальную – селективную разработку карьеров, добывая при этом самый прочный материал. Стоимость щебня при такой разработке соответственно повышается.

Обогащение по прочности

Крупное производство предполагает массовую разработку месторождений с разделением камня на классы по назначению и прочности. Основным методом обогащения для щебня является избирательное дробление. Дробимый камень разнообразен по степени измельчения. Она зависит от:

вида техники (дробилки),
режима ее работы (дробилки),
прочности камня.

Одна и та же дробилка с одинаковым режимом работы неоднородный по прочности камень будет дробить по-разному – чем прочность камня меньше, тем продукт дробления будет мельче. Поэтому отсеянная более крупная фракция будет более однородной и прочной. Таким образом, промежуточное грохочение позволит обогатить щебень, как конечный продукт производства.
Избирательное дробление наиболее эффективно при работе на дробилках ударного действия. В них процесс дробления происходит ударом камня «на лету». Также для этих целей используют молотковую, роторную дробилку, дезинтегратор и другую технику.

Обогащение по форме зерна

Менее ценной в щебне является пластинчатая и игловатая формы зерен. Чтобы такой щебень отделить, применяется специальные грохоты – колосниковые. Затраты на такой производственный процесс небольшие, но эффект значительный.

Существует также метод «грануляции» щебня при помощи обработки в дробилках в одноименном режиме. Такой режим позволяет разломить пластинчатые и игловатые зерна и приблизить их форму к кубовидной форме. Данный процесс затратный и не всегда окупаем, поэтому его используют только тогда, когда важна удобоукладываемость бетонной смеси и затраты оправданы (например, производство железобетонной напорной трубы).

Очистка от грязи и примесей

Промывают щебень при содержании в нем пыли, превышающем стандартные нормы. Такой процесс, в котором над грохотами разбрызгивается вода, называется «мокрое грохочение».

Сухая очистка щебня от пыли производится воздушным потоком. Она является более эффективной при совмещении с процессом грохочения.

В строительном деле не бывает мелочей, особенно когда речь идет о фундаменте. Для его заливки нужен не только бетон, но и щебень, и если он окажется плохим, последствия могут быть фатальными. Как же не ошибиться при выборе наполнителя?

Прежде всего, качество щебня оценивают по крупности, исходя из среднего размера зерна. В частном домостроении обычно используют измельченный гранит фракции 20-40 мм.

Важнейшей характеристикой щебня является прочность. Определить ее можно по маркировке, точнее, по числу, которое следует после буквы М. Чем оно выше, тем лучше. Самым прочным является камень М1400-1600, но он стоит относительно дорого, поэтому обычно его используют при строительстве больших, тяжелых домов. Для деревянной дачи вполне достаточно щебня М1200.

Поскольку щебень производят, дробя каменную породу, в сырье неизбежно попадают различные примеси, и в частности, измельченная глина. Очевидно, что чем больше в готовом щебне таких посторонних включений, тем ниже его качество.

Содержание инородных примесей в щебне не должно превышать 0,25 % от общей массы

Имеет значение и размер инородных частиц. В идеале крупицы глины не должны быть более 0,05 мм. Комки в 1,25 мм и более заметно снижают прочность щебня. Покупка такого материала будет неразумным решением.

Очень важный параметр, определяющий качество щебня — лещадность. Этот загадочный термин происходит от слова «лещадь» — плитка, плоская доска. Если гранула в три раза и более раз больше его толщины, она является лещадныной. И чем больше в щебне таких гранул, тем хуже. Почему? Пластинчатые и игловатые камни плохо сцепляются со строительными растворами. Но куда важнее то, что между ними образуется множество пустот, что ведет к перерасходу каменной крошки и заметно снижает прочность конструкции.

Выбирая щебень, нужно обратить внимание на форму камней. В массе своей они должны быть близкими к кубу. Большое количество плоских и игловатых гранул говорит о низком качестве материала

Разобраться в лещадности довольно просто. Этот показатель приводится на упаковке щебня. Согласно ныне действующей классификации (ГОСТ 8267-93 в редакции № 3 от 24.04.2002 г.) существует пять основных групп. Процентное соотношение плоских и игловатых камней к общей массе приводится в скобках.

— I группа — «кубовидный» щебень (до 10% включительно);

— II группа — «улучшенная» (от 10% до 15% включительно);

— III группа — «обычная» (от 15% до 25 % включительно);

— IV группа — «обычная» (от 25 % до 35 % включительно);

— V группа — «обычная» (от 35 % до 50 % включительно);

Очевидно, что самым лучшим является щебень первой группы.

И наконец, последний параметр, определяющий качества щебня, это его адгезия. Речь идет о том, насколько хорошо поверхность каменных зерен схватывается с поверхностью. Точно определить этот показатель под силу только специалистам, действующим в лабораторных условиях. Но для простого потребителя есть подсказка — цвет. Как показывает практика, наилучшая адгезия у серых и темно-серых камней.

Читайте в статье

Почему важно следить за качеством песка и щебня

Как определить качество щебня

Щебень – важная составляющая железобетонных конструкций. В первую очередь – это фундаменты, от прочности которых зависит надёжность всего здания.

Здесь не стоит экономить, наполнитель должен быть самым качественным из возможных

О качестве щебня говорят следующие признаки:

размер зерна – для заливки фундамента нужен щебень с фракцией 20-40 мм;
прочность – щебень из песчаника намного уступает в прочности щебню из гранита, на это следует обратить внимание. Прочность в маркировке обозначается буквой М, после которой идёт число. Для строительства фундамента жилого дома следует выбирать показатель 1400—1600;
количество примесей – в щебне могут содержаться частицы пыли и глины, они понижают прочность заливки;

При необходимости щебень даже моют

Совет! Мойку щебня осуществляют в бетономешалке. Добавляют и сливают воду по мере загрязнения. Процесс это трудоёмкий, поэтому чем качественнее щебень вы выберете, тем меньше времени потратите на лишние движения.

адгезивность – способность к адгезии определяется по цвету камня. Лучший вариант – серый и тёмно-серый оттенки. Есть и другие признаки, но они могут определяться только профессионалами;
лещадность – это форма зерна щебня. В идеале она должна быть близка к кубической. Если щебень длинный и узкий – он лещадный и, следовательно, низкокачественный. Лещадность указывается в маркировке группой от I до IV. В последней группе содержится половина лещадных фракций.

Лещадный щебень содержит много плоских фрагментов

К сведению! Использование лещадного щебня для фундамента приводит к образованию большого количества воздушных пустот, которые понижают прочностные характеристики заливки.

Как определить качество строительного песка

Качество строительного песка можно определить опытным путем в домашних условиях. Сделать это можно четырьмя разными способами.

Визуально – песок должен иметь однородную структуру без примесей и крупных добавлений.
С помощью сита – часть песка просеивается через сито с небольшим диаметром перфорации. Так опытным путём вы увидите количество примесей в материале.

С помощью воды – в полуторалитровую пластиковую бутылку нужно насыпать треть песка и залить водой. После хорошего взбалтывания оставьте опытный образец на сутки. Если вода помутнела – в песке много органических примесей, и он некачественный.
Вручную – возьмите горсть песка и сожмите кулак. Если получился комок – в песке слишком много глины, он не подходит для добавления в железобетонные конструкции.

Как определить качество ПГС, ЩПС и отсева

Песчано-гравийная смесь – это готовый стройматериал, который можно сразу добавлять в бетон. Так как его уже никак не изменить, важно проследить за качеством состава. Главные показатели – размеры фракций гравия и зернистость песка.

ПГС условно делят на три вида: классический, природный и обогащённый

Для работ с фундаментом используют классический тип, в котором должно быть не меньше 10% гравия размерами от 5 до 70 мм.

На что обращают внимание при покупке ПГС:

наличие вкраплений ила, глины, пыли и органических примесей;
процентное соотношение основных компонентов (должно быть указано в документации);
показатели морозостойкости и прочности.

Лещадность гравия тоже имеет значение, и она определяется по принципам, описанным выше.

К сведению! Лещадные фракции образуются в процессе дробления методом сжатия.

Для ЩПС важна насыпная плотность. Показатель качественности – не менее 1700 кг на м³. Эти сведения должны быть указаны в документации. Второй важный показатель качества – процентное содержание глины: её не должно быть больше 20%.

Содержание других примесей – не более 0,4%

"Важный фактор для выбора ЩПС при строительстве жилого дома – радиационный фон материала. Данная характеристика в обязательном порядке должна указываться в паспорте стройматериала.

Отсев – это мелкие частицы щебня, которые остаются после обработки на промышленном станке с ситом.

Отсев продают как отдельный стройматериал, но требования к характеристикам те же, что и для щебёнки

Что должно быть в паспорте изделия

При покупке нерудных материалов попросите у продавца паспорт на изделие. В нём в обязательном порядке должны быть указаны данные производителя, номер партии и количество, плотность, лещадность, размеры фракции, марка морозостойкости, прочность и количество примесей.

Если у вас есть другие дельные советы по определению качества нерудных материалов – напишите об этом в комментариях! А в заключение предлагаем вам посмотреть небольшой видеоматериал о том, как выбирать такие изделия:

Читайте также: