Заготовка заполнителей для бетона и приготовление бетонной смеси

ЗАГОТОВКА ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ БЕТОНА И ПРИГОТОВЛЕНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Общие сведения. Добыча нерудного сырья в карьерах

Предприятия нерудных материалов. Основной объем материалов, используемых в качестве заполнителей для бетона, получают путем переработки нерудного сырья - камня, песчано-гравийной смеси, песка, глины. Постоянно возрастает производство и использование искусственных пористых заполнителей. Народнохозяйственными планами предусматривается опережающее развитие производства нерудных материалов, так как без этого нельзя рассчитывать на успешное выполнение заданий по капитальному строительству.

Нерудные материалы - заполнители для бетона - производятся на мощных предприятиях, оснащенных современным оборудованием. Постоянно совершенствуется технология производственных процессов, внедряются системы управления качеством продукции. Качество сырья и изготовленных из него заполнителей оказывает существенное влияние на свойства бетона, а также на расход цемента.

В состав предприятий по добыче нерудного сырья и заготовке заполнителей из плотных каменных материалов входят: карьеры, камнедробильные и гравийно-песчаные заводы, горно-обогатительные комбинаты. Постоянно действующие карьеры создаются либо как самостоятельные предприятия, либо как горные цехи горно-обогатительных комбинатов.

Добыча сырья в карьерах. В зависимости от добываемого материала карьеры бывают: каменные, песчано-гравийные, песчаные; по своему расположению - открытые, подземные и подводные. Все это определяет состав производственных процессов по добыче полезной породы. В каменных карьерах основными процессами являются рыхление скальных пород взрывом, погрузка и транспортирование камня к месту его переработки на щебень. Гравийно-песчаные смеси и песок в карьерах разрабатывают экскаваторами и погрузчиками. Используются одноковшовые экскаваторы с емкостью ковша 2,5-4 м, многоковшовые экскаваторы, а также одноковшовые погрузчики.

Открытию карьера, как правило, предшествуют вскрышные работы: удаление растительного слоя, пустой породы или выветренного слоя. Способы выполнения вскрышных работ и используемые машины - те же, что и при производстве земляных работ. Объем вскрышных работ характеризуется коэффициентом вскрыши , который определяют по отношению объема пустой породы к объему полезной породы :

.

Значения находятся в пределах 0,01-1; в целом по отрасли среднее значение составляет 0,4; это значит, что в стране ежегодно производится до 400 млн. м вскрышных работ.

Скальные породы в каменных карьерах разрабатывают уступами (уступ - это пласт горной породы); на каждом уступе используется определенный комплект машин. При рыхлении породы взрывом образуется развал (рис.1, а), высота которого на 10-20% меньше высоты уступа . Высота развала не должна превышать высоту резания экскаватора . Следовательно, высота уступа при взрывном рыхлении

.

Рис.1. Схемы разработки карьеров:

а - каменного (схема забоя); б - песчано-гравийного (по Г-образной схеме с параллельным расположением уступов); , - высоты развала и уступа; 1, 2 - первый и второй блоки проходки на первом уступе; 3 - проходка на втором уступе; 4 - экскаватор; 5 - автосамосвал; 6 - выездные пути

Разработка высоких (10-20 м) уступов способствует повышению эффективности буровзрывных работ, сокращению числа рабочих передвижек экскаватора, упрощению транспортной схемы карьера, уменьшению затрат труда.

Породы, содержащие песок и гравий, разрабатывают в карьерах одним или несколькими уступами в зависимости от мощности полезного слоя. Высота уступа для одноковшовых экскаваторов не должна превышать 1,5 высоты резания.

Разработку полезной породы в песчаных и гравийных карьерах ведут по следующим схемам: П-образной, тупиковой, Г- и Т-образной, боковой, веерной, кольцевой. Схемы отличаются одна от другой взаимным расположением забоев и выездного пути. На 1, б представлена Г-образная схема разработки полезной породы. Месторождения песка и гравия могут разрабатываться гидромеханизированным способом: с использованием гидромониторов и землесосных установок в открытых карьерах и плавучих землечерпалок и землесосных снарядов - в подводных.

Добыча песка и гравия в открытых карьерах гидромеханизированным способом производится при наличии рядом с карьером и дешевой электроэнергии. Этот способ может оказаться дешевле механического; кроме того, отпадает необходимость в отборе негабаритного материала и промывке исходного сырья. Из подводных карьеров песок и гравий вместе с водой забирают с помп плавучих землечерпалок и грузят на шаланды или баржи, где материал оседает, а вода удаляется. Плавучие землесосные установки позволяют намывать гравийную или песчаную массу на специально отведенную площадь на берегу.

Заготовка и переработка щебня и песчано-гравийной смеси

Заготовка и переработка щебня. Дробление каменных материалов на щебень, сортировка и обогащение щебня производятся на специальных предприятиях - камнедробильных заводах (КДЗ), а также на передвижных установках. Основными процессами при этом являются дробление и сортировка. Дробление - это измельчение кусков камня с помощью машин - камнедробилок. Отношение максимального размера исходного материала к максимальному размеру продукта дробления называют степенью дробления :

.

Требуемая степень дробления может быть получена с помощью нескольких последовательно работающих дробилок; на каждой из них будет осуществляться отдельная стадия дробления с частной степенью дробления.

Степени дробления колеблются в пределах: для щековых и конусных дробилок - 4-8, для дробилок ударного действия - 18-24, для валковых дробилок - 3-6. На первой стадии дробления обычно используются щековые дробилки, для которых исходный материал может иметь наибольшие размеры по сравнению с другими дробилками. Дробилка первичного дробления является ведущей машиной камнедробильного завода, по ее производительности рассчитывают мощность завода. Затраты на дробление составляют 30-60% общих затрат на производство щебня.

Сортировка - это разделение сыпучих материалов на фракции по крупности путем просеивания через колосники или сита. Подавая материал последовательно на k просеивающих рабочих поверхностей, отличающихся размерами, получают k+1 фракцию.

Рабочие поверхности грохотов могут быть в виде колосников - параллельно расположенных металлических стержней, а также в виде сит - из проволок, пластмасс, резины, обрезиненных проволок. Эффективность грохотов оценивают по отношению количества зерен, прошедших через грохот, к количеству зерен, могущих пройти через него.

Хорошая сортировка обеспечивается при поступлении на грохот слоя материала толщиной не менее двух размеров наибольших кусков. Наиболее эффективны грохоты с подвижными просеивающими поверхностями - барабанные, инерционные, плоские вибрационные.

Колосниковые грохоты устанавливают над дробилками первичного дробления для отделения мелких кусков породы, для которых дробление на первой стадии не требуется. Максимальный же размер камня, подаваемого в дробилки, не должен превышать 0,55-0,8 ширины их приемного отверстия.