Theشکل تجمعیدر برنامههای مختلف ساختمانی، به ویژه در مخلوطهای بتن و آسفالت، نقش حیاتی ایفا میکند. سنگدانههای بهخوبی شکلگرفته میتوانند خواص مکانیکی، قابلیت کارکرد و دوام این مواد را بهبود بخشند. سنگدانههایی با شکل بیشتر مکعبی یا گرد، در مقایسه با سنگدانههای طویل یا لایه لایه، بهطور کلی ترجیح داده میشوند. سنگدانههای طویل و لایه لایه میتوانند منجر به کاهش مقاومت، کارایی ضعیف و افزایش تخلخل در محصول نهایی شوند. بنابراین، بهبود شکل سنگدانه یک نگرانی کلیدی در صنعت تولید سنگدانه است.
برای دستیابی به شکل بهینه تجمعی، یک رویکرد سیستماتیک که شامل تخصص فنی و بهینهسازی فرایند باشد، ضروری است. این رویکرد اساساً شامل عناصر کلیدی زیر است:
ویژگیهای زمینشناسی مواد اولیه پایه و اساس تعیین شکل نهایی دانهها هستند. سنگهای آتشفشانی، مانند بازالت و گرانیت، به دلیل سختی ذاتی و یکپارچگی ساختاری خود بسیار مورد توجه هستند. ترکیب معدنی متراکم و ساختار بلوری آنها باعث میشود که در فرآیند خرد شدن به ذرات نسبتاً مکعبی تبدیل شوند. این خرد شدن یکنواخت نتیجه توزیع منظم تنشهای داخلی درون این سنگها است که تولید دانههایی با ابعاد متوازنی را تسهیل میکند.
در مقابل، سنگهای رسوبی مانند سنگ آهک چالشهای متفاوتی را ارائه میدهند. سنگ آهک که از رسوبات لایهای که به مرور زمان فشرده شدهاند تشکیل شده است، در معرض فشردهسازی با دستگاههای خردکن معمولی بیشتر در معرض ترک خوردن به قطعات صاف یا کشیده قرار میگیرد. ساختار لایهای سنگ آهک باعث میشود که این سنگ вдریافت بر روی سطوح ضعیف بشکند و منجر به شکلهای ایده آل ذرات نشود. با این حال، زمانی که سنگ آهک با دستگاههای خردکن عمودی یا افقی فرآوری شود و به شرطی که سنگ آهک دارای سایش پایینی باشد، این دستگاهها میتوانند از نیروهای ضربهای برای شکستن ماده بهطور تصادفی بیشتر استفاده کنند و در نتیجه ذرات بهتری از نظر شکل تولید کنند.
سنگها با محتوای بالای خاک رس یا ناخالصیها خطرات قابل توجهی برای کیفیت مصالح معدنی ایجاد میکنند. این ناخالصیها شکاف یکنواخت ماتریس سنگ را مختل کرده و باعث میشوند ذرات به صورت نامنظم شکست بخورند و اشکال کشیده یا پوستهدار به خود بگیرند. خاک رس، به عنوان مثال، میتواند به عنوان روان کننده در حین خرد شدن عمل کند، توزیع تنش را تغییر دهد و منجر به مورفولوژی غیرقابل پیشبینی ذرات شود. بنابراین، قبل از تولید، ضروری است که ارزیابیهای زمینشناسی دقیق و آزمایشهای ماده انجام شود تا اطمینان حاصل شود که مواد خام انتخاب شده برای تولید مصالح معدنی با شکل مناسب مناسب هستند.
دستگاههای سنگ شکن فکی از جمله رایجترین تجهیزات خردایش اولیه در صنعت تولید مصالح هستند. این دستگاهها بر اساس اصل فشردگی کار میکنند، جایی که یک فک متحرک به سمت یک فک ثابت حرکت میکند و ماده را بین آنها خرد میکند. این طراحی ساده اما مؤثر، دستگاههای سنگ شکن فکی را برای طیف وسیعی از مواد خام، از سنگهای نرم تا سنگهای با سختی متوسط مناسب میسازد.
یکی از مزایای کلیدی سنگشکنهای فکی نسبت بالای خرد کردن آنها در مرحله خرد کردن اولیه است. آنها میتوانند به طور مؤثر سنگهای بزرگ را به قطعات کوچکتر تبدیل کنند که سپس میتوانند در مراحل خرد کردن بعدی بیشتر پردازش شوند. این نسبت بالای خرد کردن به تجزیه مواد خام به اندازهای قابل مدیریت کمک میکند تا در پردازشهای بعدی، مصالح با شکل بهتری به دست آید.
با این حال، زمانی که بحث بهبود مستقیم شکل دانهها به میان میآید، سنگ شکنهای فکی محدودیتهایی دارند. عمل خرد کردن بر پایه فشار ممکن است همیشه ذرات کاملاً مکعبی یا گرد تولید نکند. در عوض، ذرات ممکن است اشکال نامنظم با لبههای تیز داشته باشند. با این حال، سنگ شکنهای فکی نقش حیاتی در تجزیه اولیه مواد ایفا میکنند و زمینه را برای بهبود شکل بیشتر در فرآیندهای خرد کردن بعدی فراهم میکنند.
سنگ شکنهای مخروطی به خاطر توانایی تولید مصالح با شکل ذرات عالی، به ویژه در مراحل خردایش ثانویه و ثالث، بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. این سنگ شکنها با فشردن مواد بین یک پوشش که به طور بیضوی میچرخد و یک کاسه توخالی کار میکنند. ویژگیهای طراحی منحصر به فرد سنگ شکنهای مخروطی به طور قابل توجهی به کارایی آنها در فرمدهی به مصالح کمک میکند.
زمانی که شکلدهی اضافی ضروری است، بهویژه برای مواد چالشبرانگیزتر، میتوان یک سنگشکن عمودی (VSI) را به خط تولید به عنوان ماشین مکمل برای سنگشکنهای مخروطی اضافه کرد. VSI در تولید شکلهای عالی ذرات بسیار مؤثر است و ابزار ایدئالی برای ایجاد شنهای مصنوعی است. با این حال، برخی معایب نیز دارد.
پیشرفتهای فناوری VSI، مانند سیستمهای شکستن کاملاً یا نیمه خودکار و بهبود طراحی روتور و متالورژی برای سیستمهای فولاد – روی فولاد، به کاهش برخی از این مسائل کمک کرده است. به عنوان مثال، هنگامی که VSI از یک سیستم کاملاً خودکار سنگ – روی – سنگ به یک سیستم روتور و انویل فولاد – روی فولاد منتقل میشود، معمولاً کارایی انرژی بهبود مییابد.
از نظر طراحی ورقه جریان، برای تولید محصول مکعبی، توصیه میشود با پایینترین نسبت کاهش ممکن فعالیت کرد. نسبت کاهش بالا، بهویژه در مرحله نهایی خرد کردن، اغلب به مکعبی بودن ضعیف یا کمتر منجر میشود. یک استراتژی "عملکرد بهتر" این است که در خرد کردن ثانویه نسبت کاهش بالاتری را قبول کنیم تا در خرد کردن ثالث کاهش یابد. این رویکرد اجازه میدهد که شکلدهی ذرات در مراحل later فرایند بهطور کنترلشدهتری انجام شود.
کار کردن هر دو سنگ شکن ثانویه و سنگ شکن سوم در یک مدار بسته با تنظیم طرف بسته وسیعتر و بار چرخش مجدد افزایشیافته از صفحات اندازهگیری میتواند همچنین شکل ذرات را بهبود بخشد. در یک سیستم مدار بسته، ذرات بزرگتر به سنگ شکن بازگردانده میشوند تا پردازش بیشتری انجام شود. این پردازش مکرر به شکستن ذرات به اشکال یکنواختتر کمک میکند. سنگ شکنهای مخروطی ZENITH، با محور بالا و پرتاب بالا، میتوانند در مدار بسته یک محصول بسیار مکعبی تولید کنند. کار کردن این سنگ شکنها با حداقل سرعت غیرقابل قبول میتواند به حداکثر کردن بازده بیشتر کمک کند.
پس از فرآیند خرد کردن، میتوان از غربالگری برای تفکیک سنگدانهها بر اساس شکل آنها استفاده کرد. تجهیزات غربالگری تخصصی میتوانند برای حذف ذرات کشیده و لایهدار به کار گرفته شوند. به عنوان مثال، یک دستگاه غربالگری با شکلها و جهتهای خاص میتواند طراحی شود که فقط به ذرات مکعبی یا نزدیک به مکعبی اجازه عبور بدهد و در عین حال اشکال ناخواسته را رد کند. این میتواند به طور قابل توجهی کیفیت شکل کلی محصول سنگدانه را بهبود بخشد.
تحلیل تصویر دیجیتال ابزاری قدرتمند برای کنترل کیفیت در تولید مصالح است. با استفاده از دوربینها و نرمافزارهای پردازش تصویر، میتوان ویژگیهای شکلی مصالح را کمیتبندی کرد. پارامترهایی مانند نسبت ابعاد، عامل شکل، عامل ساختار، گویمانندی، گردی و زوایهداری قابل اندازهگیری هستند. این اطلاعات میتوانند برای تنظیم فرآیند خرد کردن در زمان واقعی استفاده شوند. به عنوان مثال، اگر تحلیل نشان دهد که تعداد زیادی از ذرات کشیده وجود دارد، پارامترهای عملیاتی دستگاههای خردکن میتوانند برای اصلاح این مشکل تغییر کنند.
نمونهبرداری و آزمایش منظم از محصول aggregates ضروری است. آزمایشهای فیزیکی، مانند آزمایشهای شاخص تکهتکه شدن و کشیدگی، میتوانند برای اندازهگیری نسبت اشکال ذرههای نامطلوب انجام شوند. آزمایشهای مقاومت در برابر خردایش نیز میتوانند انجام شوند تا اطمینان حاصل شود که aggregates شکلگرفته استانداردهای خواص مکانیکی مورد نیاز را برآورده میکنند. با نظارت مداوم بر کیفیت محصول، هرگونه انحراف از شکل و کیفیت مطلوب به سرعت شناسایی و برطرف میشود.
بهبود شکل مصالح شن و ماسه نیاز به یک رویکرد جامع دارد که شامل انتخاب مواد اولیه مناسب، استفاده از تجهیزات خردایش و فرمدهی مناسب، بهینهسازی فرآیند خردایش و کنترل کیفیت دقیق میباشد. با توجه دقیق به هر یک از این جنبهها، تولیدکنندگان مصالح شن و ماسه میتوانند کیفیت محصولات خود را افزایش دهند و به الزامات عملکرد بالا در کاربردهای مدرن ساختمانی پاسخ دهند. چه برای استفاده در بتن با مقاومت بالا باشد و چه برای آسفالتهای بادوام، مصالح شن و ماسه با شکل مناسب برای تضمین عملکرد و یکپارچگی بلندمدت پروژههای ساختمانی ضروری هستند.
