ХАРАКТЕРИСТИКИ ФРАКЦИОННЫХ ПЕСКОВ, ПРОИЗВОДИМЫХ НА КОМПЛЕКСЕ ВОЗДУШНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ОТСЕВА ДРОБЛЕНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ФРАКЦИОННЫХ ПЕСКОВ, ПРОИЗВОДИМЫХ НА КОМПЛЕКСЕ ВОЗДУШНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ОТСЕВА ДРОБЛЕНИЯ

Аннотация.

Предметом настоящей статьи было определено рассмотрение оптимизации процесса дробления гранитного песка. Цель статьи: изучение теоретических аспектов понятий «производство песка», «переработка горных пород», «песок фракции», «гранитная пыль», «щебень», изучение вопросов совершенствования технологии производства и изготовления строительного щебеня с использованием современных производственных технологий.

Цели. Основной целью научного исследования в рамках выполнения статьи был поиск неординарных способов производства песка путем переработки отсевов дробления в пески в Республике Казахстан. Автором разработаны предложения по улучшению производства песка, заключающиеся в отсеве дробления – продукте переработки горных пород в щебень. По мнению автора, для широкого и повсеместного внедрения в производство данной технологии необходимо внести соответствующие коррективы в действующие нормативные документы, регулирующие процесс добычи и переработки строительных материалов.

Научная и практическая значимость работы заключается в том, что при устранении обозначенных в статье проблем в стране увеличится разновидность строительного материала, а также может повыситься качество строительных работ и сферы оказываемых строителями услуг.

Методология. В ходе исследования были использованы методы индукции и дедукции, а также метод анализа. Основными результатами исследования стали: выработка предложений по повышению оптимизации строительных процессов с использованием фракционных песков.

Ключевые слова: научно-технический прогресс, цифровые компетенции, человеческий капитал, производственный процесс, технологии, конкурентная способность общества, отсевы дробления, вибропрессование, гиперпрессование, производства пескоблоков, заливные полы, стяжки.

Введение. Ежегодно увеличивающиеся темпы развития строительства в Казахстане требуют использования строительных материалов в большом количестве. Поэтому одной из основных мер оптимизации данного процесса является повышение качества строительства, эффективный анализ продукции, умение правильно использовать материалы. Ведь, используемые материалы составляют основную часть стоимости строительства. Необходимо отметить, что основным материалом строительства является бетон и железобетон. В основном это 25 процентов от общего объема материала, затрачиваемого на строительство.

Объемы производства песка в Казахстане неуклонно растут из года в год. При производстве бетона используется песок. В связи с требованием производителей бетона основным видом, используемым в его производстве, является песок, получаемый путем переработки из кубовидного щебня мелких фракций из изверженных магматических пород. В результате дробления строительного камня на гравильно-сортировочных заводах образуется огромное количество отсевов дробления (до 50% к общему количеству перерабатываемого строительного камня). Отсев дробления (фракция 0-5 мм) – продукт переработки горных пород в щебень. [1].

Сведения и методы исследования

В ходе написания статьи были использованы материалы Национальной академической библиотеки Республики Казахстан, Национальной библиотеки в г. Алматы, справочно-информационные материалы сети Интернет, в том числе имеются сведения, которые в ходе написания статьи были использованы впервые.

Обсуждение. Известно, что из отсевов гранитного щебня получается искусственный песок, который превосходит природный песок по прочностным параметрам в 3-4 раза.

ГОСТ 8736-93 регламентирует допустимые пределы изменения гранулометрического состава наполнителей для мелкозернистого бетона.

В качестве наполнителя для тяжелого бетона используется песок, описываемый в настоящей статье – песок, получаемый из щебня, который используют в качестве мелкого наполнителя, относящийся к первому классу.

В строительных целях используется натуральный песок, образовавшийся в ходе естественного разрушения твердых горных пород, который представляет собой разрыхленную смесь гранул размером от 5 мм. Химический состав песка в зависимости от образовавшейся породы может быть различным. Песок для приготовления тяжелого бетона должен соответствовать ГОСТ 8736-2014 «песок для строительных работ».

Песок обычно завозится по железной дороге или на грузовиках. При транспортировке песок доставляется в соответствии с правилами перевозки. Дробленый щебень имеет свою физико-механическую структуру и должен соответствовать установленным требованиям по показателям прочности. В соответствии с требованиями щебень содержит щелочные соединения, при этом соотношение не должно превышать 4,5 процента. Песок смешивают с гравием, затем погружаются для доставки, при этом работы по размещению выполняются партиями. При транспортировке партии щебня он загружается в железнодорожный транспорт фракциями из одного вида камня.

При транспортировке песок подвергается воздействию влаги, других загрязняющих от попадания предметов. Необходимо отметить, что потери песка в процессе движения нежелательны.

Обычно при транспортировке песок разделяют на фракции и хранят отдельно, до момента поставки их закрывают и хранят на складах или силосах. Причина в том, что в них не должны попадать влага и грязь. В процессе отгрузки и хранения все предприятия-изготовители должны для профилактики проводить обработку специальными растворами. Обработку необходимо проводить не реже одного раза в год [2,11].

Измельченный щебень используется для производства бетона в качестве крупного наполнителя, тип поверхности которого имеет шероховатую и остроугольную форму.

Щебень представляет собой крупные обломки различных твердых пород, а также материал, полученный путем дробления кирпичного лома, шлаков и т.д. При переработке щебня руководствуются требованиями ГОСТ 8267 для строительных работ. Данный стандарт применяется в качестве наполнителя для тяжелых бетонов, а также при проведении дорожных и других видов строительных работ.

В ходе строительства используется щебень, полученный путем переработки горных пород плотностью от 2,0 г/см до 3, 0 г / см.

Качество щебня зависит от прочности и морозостойкости. Крупный песок в бетоне заполняет полости между гранулами наполнителя, а также все полости между песчинками заполняют цементной массой. Кроме того, поверхность всех деталей замазывается этой смесью. Для уменьшения расхода цементного теста требуется меньшая пустынность. Желательно использовать пески с минимальной совокупной поверхностью частиц. Гранулы в зависимости от состава и пылевидных, глинистых частиц пески делятся на два класса: первый класс и второй класс. Также гранулы в зависимости от крупности бывают двух пород: первый и второй. Пески в зависимости от содержания гранул подразделяется на крупные, средние, мелкие и очень мелкие.

Таблица 1. Варианты возможного использования продуктов разделения отсева

Гранулированный состав песка характеризуется модулем крупности. Песок для строительства в зависимости от состава подразделяют на крупный, средний, мелкий, очень мелкий. Самый качественный, крупный модульный песок МК – от 3,0 до 3,5. Средний песок МК-2,0-3,0 мм. МК для приготовления тяжелого бетона рекомендуется использовать мелкий и средний песок. Глинистые и пылевидные детали увеличивают суммарную поверхность наполнителя, при этом бетон увеличивает водопотребление смеси, за счет чего снижается прочность бетона [3,26].

Качество песка, получаемого для приготовления строительных смесей в основном зависит от гранулированного состава пыли с содержанием глинистых частиц, с содержанием глины в комках и содержанием вредных примесей.

На многих предприятиях основная масса отсева является отходом производства и складируется на складах готовой продукции, вывозится в отвалы и даже в карьеры, что препятствует развитию горных работ. Также наличие большого объема на складах приводит к сверхнормативному выбросу загрязняющих веществ в окружающую среду, т.е. к негативной экологической обстановке. Наряду с этими фактами налицо дефицит качественных природных песков для приготовления бетонных смесей. ТОО «Аркада Индастри» - крупнейшая компания по производству щебня в Центральном Казахстане, объемы производства щебня кубовидного и путевого щебня в год достигают установленной нормы. Наряду с выпуском щебня компания выпускает дробленный фракционный песок различных фракций. Основными потребителями фракционных дробленных песков являются строительные организации г. Нур-Султана по выпуску изделий производимых по методу вибропрессования, гиперпрессования, а также для производства пескоблоков, заливных полов, стяжки и много другого [4,25].

В 2021 году на предприятии ТОО «Аркада Индастри» смонтирован и запущен в эксплуатацию комплекс сухой классификации отсева с возможностью переработки до 120 т/час. Производительность комплекса в основном определяет влажность исходного сырья (отсева), для успешной работы комплекса влажность отсева должна быть в пределах 2% и она определяет режим работы дробильно-сортировочного комплекса в сухом режиме. Схема комплекса позволяет выпускать следующие виды пеков:

1) Фракция > 5 мм (факт. это щебень)

2) песок фракции 2-5 мм

3) песок фракции 0,16-2 мм

4) при смешивании этих 2^х видов песка – фракция 0,16-5 мм.

Также схема позволяет получить узкие фракции песка (к примеру, фракции (1-2 мм, 2-3 мм и др.).

В принципе комплекс сухой классификации может выдавать пески любого гранулометрического состава и заданного модуля крупности. Регулируемый воздушный классификатор также позволяет получить пески I-го класса (с содержанием гранитной пыли не >5%).

В таблице №1 представлены возможные варианты использования продуктов разделения отсева. Полученные фракционные пески различного гран. состава из-за своих качеств (технологичность, постоянный гран. состав, отсутствие примесей) постоянно находит свою нишу на рынке строительных материалов. То такой компонент как гранитная пыль (0-0,16 мм) пока пользуется незначительным спросом и в большей части утилизируется. Хотя в развитых странах Европы и таких мегаполисах Российской Федерации как Москва, Санкт-Петербург, и некоторых других она широко используется. Особый интерес в вопросе использования продуктов разделения является рынок сухих строительных смесей (ССС). В настоящее время производство ССС осуществляется на крупных заводах, где основные компоненты покупаются и затем в смесительных башнях, производится разделение отсева (песков) и затем смешивание их с различными компонентами (хим. добавками и др.) в определенной пропорции [5,21].

В таб. №2 показан химический состав песков Вишневского месторождения гранитов.

В таб. №3 представлены результаты рассева отсева.

Выводы:

1. Затронутые в статье вопросы переработки отсевов дробления в пески ведут к безотходному производству и решение этого вопроса на предприятиях по производству песка будет способствовать улучшению экологической обстановки, снижению площадей отвалов отходов и увеличению прибыли предприятия за счет продажи продуктов разделения отсева дробления.

2. Для получения механоактивированного искусственного песка с лещадностью не более 5-6 %, гранулометрический состав которого удовлетворяет требованиям ГОСТа 8736-93 «Песок для строительных работ» как наполнитель для мелкозернистого бетона, следует использовать конусную инерционную дробилку с регулированием частоты качаний подвижного конуса, совместно с предварительным и поверочным грохочением, а также с точным кондиционированием перерабатываемого материала по фракциям.

3. Для получения механоактивированного искусственного песка с лещадностью не более 5-6 %, гранулометрический состав которого удовлетворяет требованиям ГОСТа 8736-93 «Песок для строительных работ» как наполнитель для мелкозернистого бетона, следует использовать конусную инерционную дробилку с регулированием частоты качаний подвижного конуса, совместно с предварительным и поверочным грохочением, а также с точным кондиционированием перерабатываемого материала по фракциям.

Таблица №2. Химический состав песков

Таблица №3. Результаты испытаний