Назначение, классификация машин для сортировки и промывки заполнителей бетона.

Дроблением называют процесс разделения кусков каменных пород на более мелкие части дробильными машинами – камнедробилками. Материал, подаваемый в дробилку, называют исходным материалом, а выходящий после дробления – готовым продуктом. Отношение средних размеров D наибольших кусков исходного материала к средним размерам d наибольших кусков готового продукта называется степенью измельчения i, то есть:

i = D / d.

Измельчение на куски размером 70…300 мм называют крупным дроблением,
20…70 мм – средним, 1…20 мм – мелким, а до размеров в долях миллиметров – тонким помолом. При крупном и среднем дроблении i = 3...10, при мелком i = 10...30, при помоле i = 200...1000.

Если требуемая степень измельчения настолько высока, что одна дробилка ее не может обеспечить, то дробление ведут последовательно несколькими дробилками, с постепенным уменьшением размеров кусков.

Различные физико-механические свойства дробимых пород и размеры кусков исходного материала и готового продукта привели к необходимости создания различных дробильных машин. По конструкции и принципу работы их делят на щековые, конусные, валковые, молотковые и роторные дробилки; шаровые, стержневые и вибрационные мельницы и бегуны.

Щековые дробилки применяют для крупного и среднего дробления горных и абразиивных горных пород типа гранитов, диабазов, песчаников и других подобных материалов с пределом прочности на сжатие до 300 МПа на первичной стадии дробления.

По характеру движения рабочего органа различают следующие типы щековых дробилок: щековые дробилки с простым движением щеки; щековые дробилки со сложным движением щеки; щековые дробилки со сложным движением обеих щек.

Типоразмер дробилки характеризует ширина приемного отверстия (расстояние между дробящими плитами вверху в момент максимального отхода подвижной щеки). Он определяет максимально возможную крупность кусков, загружаемых в дробилку (они не должны превышать 0, 85 ширины отверстия).

Щековые дробилки выпускают для крупного дробления с размером загрузочного отверстия: 900× 1200, 1200× 1500 и для среднего дробления – 400× 600 и 600× 900 мм.

Конусные дробилки изготавливают следующих типов: ККД – крупного дробления с одним и двумя двигателями на приводе; КСД – среднего дробления в двух исполнениях: грубого дробления (Гр), тонкого дробления (Т); КМД – мелкого дробления в двух исполнениях: грубого дробления (Гр) и тонкого дробления (Т, Tl, T2).

Дробилки типа ККД выполняют с крутым конусом, типов КСД и КМД – с пологим.

Достоинствоконусных дробилок – меньший удельный расход энергии и лучшее качество продукта дробления, чем у щековых дробилок, недостатки – большая высота загрузки и забивание при дроблении вязких, мокрых материалов.

Типоразмер конусных дробилок характеризует у типа ККД – ширина приемной щели (наибольшее расстояние между подвижным и неподвижным конусом вверху, в месте максимального отхода подвижного конуса); у типов КСД и КМД – диаметр основания (нижней части) подвижного (дробящего) конуса.

Наибольший размер материала загружаемого в конусные дробилки (кусков питания) мм: 400…1200 типа ККД, 60…500 – КСД, 40…180 – КМД.

Валковые дробилки состоят из двух гладких или зубчатых валков, вращающихся навстречу друг другу. Камень, загружаемый через воронку, защемляется рабочими поверхностями валков, увлекается в сужающееся пространство между ними, измельчается и выпадает вниз. Один из валков делают подвижным с упором в пружины. При попадании в дробилку кусков прочнее, чем может измельчить дробилка, подвижный валок отодвигается, сжимая пружины, и пропускает этот кусок вниз между валками нераздробленным. Затем, под действием пружин, подвижный валок устанавливается в первоначальное положение.

Валковые дробилки рассчитаны на дробление материала прочностью до 130 МПа. Их недостаток – сравнительно большое число длинных тонких кусков (лещадок), непригодных для строительства.

Дробление в молотковых и роторных дробилках основано на ударе кусков дробимого материала молотками, шарнирно подвешенными на роторе или жестко закрепленными молотками-билами.

Мельницы и бегуны применяют для тонкого помола. В барабанных мельницах материал загружают в барабан заполненный металлическими шарами или стержнями. При вращении барабана материал измельчается свободно перекатывающимися шарами или стержнями.

Машины для сортировки. Сортировка – разделение сыпучей смеси строительных материалов по крупности на требуемые сорта (фракции). Выполняют ее на сортировочных машинах – грохотах, рабочим органом которых служит просеивающая поверхность – колосниковая решетка, одно или несколько сит (сеток, сплетенных из проволок), одно или несколько решет (листовая сталь с отверстиями). Сита (решета) располагают в одной плоскости одно под другим и комбинированно. Частицы размером меньше отверстий сит (решет) проходят через них, составляя более мелкий сорт, а частицы больших размеров сходят с просеивающей поверхности и составляют более крупный сорт.

Число сортов материала после сортировки всегда на единицу больше числа сит (решет), установленных на машине.

Сортировку можно вести сухим (чаще, при разделении на крупные и мелкие фракции) и мокрым (при разделении мелких фракций и когда в материале имеются примеси глины, пыли) способами. Машины для сортировки делят на грохоты с неподвижной (колосниковая решетка, сито, решето, установленное под углом 30…50° к горизонту) и подвижной просеивающей поверхностью, на эксцентриковые и инерционные, вибрационные.

Машины для промывки. Гравий при содержании глины, ила и других примесей до 5 % общей массы можно промывать на грохотах одновременно с сортировкой. Для этого над просеивающей поверхностью грохота устанавливают для подачи воды трубу с отверстиями, расположенными в шахматном порядке. При загрязнении от 5 до 8 % гравий промывают в гравиемойках-сортировках, а более 8 % – в специальных цилиндрических или лопастных гравиемойках.

Передвижные дробильно-сортировочные установки. Эти установки предназначены для дробления и сортировки строительных материалов во временных карьерах, близко расположенных к строительным объектам.

Они классифицируются:

Ø универсальные, выпускающие различные сорта щебня, и специализированные, выпускающие продукцию одного сорта;

Ø малой, средней и большой производительности;

Ø одно-, двух- и трехстадийное дробление с открытым или закрытым циклом.

В состав установки входят агрегаты первичного и вторичного дробления и сортировки. Оба агрегата могут работать в общей технологической связи и раздельно.

Промышленность выпускает установки производительностью 10, 30, и 40…70 т/ч.

4.7.3. Назначение, классификация машин для приготовления бетонных смесей и растворов.

Бетонную смесь и растворы высокого качества приготовляют на стационарных и передвижных инвентарных сборно-разборных бетонных заводах и в бетонорастворосмесительных установках, рабочее оборудование которых обеспечивает:

1. подачу компонентов из места складирования,

2. дозирование всех компонентов,

3. подачу в смесители и тщательное перемешивание,

4. выдачу готового замеса.

Для получения заданных свойств бетонных смесей и растворов входящие в них компоненты (вяжущие, заполнители, вода и добавки) должны быть тщательно отдозированы с погрешностью, соответствующей ГОСТ 7473-61: ±1 % – для цемента, воды и добавок; ± 2 % – для заполнителей.

Различают три способа дозирования: объемный, весовой и смешанный. По характеру работы дозаторы бывают циклического и непрерывного действия; по способу управления – с ручным, автоматическим и дистанционным управлением.

Дозаторы сыпучих материалов выполняют в виде мерной емкости с устройствами для облегчения загрузки и выгрузки и контроля за размером порции.

Для дозирования воды и жидких добавок применяют водомерные баки сифонного действия и дозаторы турбинного типа с расходом до 10 м³/ч и погрешностью ± 2 %. Рабочим органом дозаторов типа ДВК служит турбинка, под действием потока воды вращающаяся с частотой, пропорциональной расходу, регистрируемому цифровым указателем.

Непрерывные объемные дозаторы для воды с погрешностью не более ± 2 % выполняют в виде плунжерных насосов (дозаторы типа СБ-32 и СБ-34 с дистанционным управлением и производительностью 6 и 12 м³/ч) и применяют на бетоносмесительных установках непрерывного действия производительностью 30 и 60 м³/ч.

Весовые дозаторы основаны на порционном или непрерывном взвешивании материалов и применяются на автоматизированных заводах железобетонных изделий и в бетонорастворосмесительных установках и узлах, работающих в автоматическом и полуавтоматическом режиме. Они допускают быструю переналадку на новый рецепт масс.

Бетонорастворосмесители предназначены для высококачественного перемешивания компонентов с целью равномерного их распределения по объему, равномерного увлажнения и обволакивания заполнителей вяжущими материалами, удаления воздуха, предупреждения образования комков и дробления зерен заполнителей.

Качество смешивания зависит от относительной скорости рабочих органов смесителя и смеси, объема смешиваемого материала и продолжительности перемешивания.

Перемешиванию материалов противодействуют силы инерции, внутреннего и внешнего трения и тяжести, которые стремятся опустить материал вниз и способствуют расслоению смеси.

По характеру работы бетоносмесители подразделяют на:

Ø машины циклического действия (главный параметр – объем готового замеса; в соответствии с ГОСТ 16349-70 он равен 65, 165, 330, 500, 800, 1000, 1600, 2000 и 3000 л)

Ø непрерывного действия (главный параметр – производительность: 5, 15, 30, 60, 120 и 240 м³/ч).

Их выполняют стационарными и передвижными.

По способу перемешивания бетоносмесители бывают гравитационные (цилиндрические, грушевидные и двухконусные (СБ-91 и СБ-153)) и принудительного перемешивания (с горизонтальной и вертикальной осью вращения лопастей).

Цикличные бетоносмесители делят на следующие типы:

БП – бетоносмесители принудительног действия роторные для приготовления жестких и подвижных бетонных смесей и растворов, а также смесей из сухих составляющих;

БГ – бетоносмесители гравитационные для приготовления подвижных бетонных смесей;

БП-2Г – бетоносмесители принудительного действия с двумя горизонтальными валами;

РН – растворосмесители низкооборотные для приготовления всех видов растворов, за исключением специальных;

РВ – растворосмесители высокооборотные для приготовления строительных растворов (кроме быстросхватывающихся и специальных), а также конструктивно-теплоизоляционных керамзитобетонных смесей.

При перемешивании материалов более мелкие заполнители занимают промежутки между крупными, из пор вытесняется воздух, и происходит самоуплотнение приготавливаемой смеси. Это характеризуется коэффициентом выхода бетонной смеси – отношением объема готового замеса к суммарному объему загружаемых материалов. Он всегда меньше единицы и для бетонных смесей составляет 0, 65…0, 67, а для строительных растворов с однородными заполнителями – 0, 85…0, 95.

Время перемешивания материалов в бетоносмесителях зависит от состава смеси, емкости барабана и его конструктивных особенностей, служит технологическим параметром и определяется лабораторным методом. Его нельзя уменьшать для повышения производительности, так как при этом ухудшается качество товарного бетона. В различных условиях эксплуатации оно составляет 60…300 с.

Техническая производительность гравитационных смесителей цикличного действия (м³/ч)

П_т = V _з· n /1000,

где V _з = V _б· К – объем готового замеса, л;

V _б – вместимость смесительного барабана по загрузке составляющих (полезный объем барабана, л);

К – коэффициент выхода готовой смеси;

n – число замесов, выдаваемых смесителем в течение 1 ч,

n = 3600/(t ₁+ t ₂+ t ₃+ t ₄),

где t ₁, t ₂, t ₃, t ₄ – продолжительность загрузки, смешивания, выгрузки и возврата в исходное положение, с.

Бетоносмесители принудительного перемешивания имеют чашеобразный барабан с вертикальной осью. Внутри барабана могут располагаться симметрично или эксцентрично один или несколько лопастных валов с прямоточным, противоточным, роторным и планетарно-роторным движением.

В противоточных бетоносмесителях, кроме вращения ротора, каждый лопастный вал вращается вокруг своей оси поэтому весь объем материала интенсивно перемешивается. В планетарно-роторных бетоносмесителях, кроме сложного движения лопастей, смесительный барабан вращается в противоположную сторону.

Разновидностью бетоносмесителей принудительного перемешивания являются вибросмесители с передачей колебательных движений частицам смеси через корпус барабана (безлопастный вибросмеситель) или через вращающийся лопастный вал, на котором или внутри которого устанавливают неуравновешенную массу или дебалансный вал. Применяют одно- и двухчастотные вибровозбудители, последние, несмотря на конструктивную сложность, обеспечивают высокое качество приготовления жестких бетонных смесей.

В вибрационных бетоносмесителях происходит активизация частиц цемента, что увеличивает прочность бетона на 10…15 %.

Техническая производительность смесителей непрерывного действия (м³/ч)

П_т=3600· S · v,

где S = K _нπ d ²/4 – средняя площадь поперечного сечения потока смеси в корпусе смесителя, м²;

K _н – коэффициент наполнения сечения корпуса смесителя, м², K _н = 0, 28…0, 34;

d – диаметр лопастей смесителя, м;

v = s · n – скорость движения смеси в направлении продольной оси корпуса смесителя, м/с,

s – шаг лопастей, м;

n – частота вращения лопастного вала, об/мин.