Oforma de agregadodesempenha um papel crucial em várias aplicações de construção, especialmente em misturas de concreto e asfalto. Agregados bem moldados podem melhorar as propriedades mecânicas, a trabalhabilidade e a durabilidade desses materiais. Agregados com uma forma mais cúbica ou arredondada, em vez de alongada ou flocosa, são geralmente preferidos. Agregados alongados e flocos podem levar a uma redução da resistência, baixa trabalhabilidade e aumento da porosidade no produto final. Portanto, melhorar a forma do agregado é uma preocupação fundamental na indústria de produção de agregados.
Para alcançar uma forma agregada ideal, uma abordagem sistemática que integre expertise técnica e otimização de processos é essencial. Essa abordagem envolve principalmente os seguintes elementos chave:
As propriedades geológicas das matérias-primas são a base para determinar a forma final dos agregados. As rochas ígneas, como o basalto e o granito, são altamente favorecidas devido à sua dureza inerente e integridade estrutural. Sua densa composição mineral e estrutura cristalina permitem que se quebrem em partículas relativamente cúbicas durante o processo de britagem. Essa fragmentação uniforme resulta da distribuição consistente de tensões internas dentro dessas rochas, facilitando a produção de agregados com dimensões bem equilibradas.
Em contraste, rochas sedimentares como o calcário apresentam desafios distintos. Compostas por sedimentos em camadas que foram compactados ao longo do tempo, o calcário é mais propenso a fraturar-se em peças planas ou alongadas quando submetido a trituradores de compressão convencionais. A estrutura em camadas do calcário faz com que ele quebre ao longo de planos fracos, levando a formas de partículas não ideais. No entanto, quando processado com trituradores de impacto horizontais ou verticais, e desde que o calcário tenha baixa abrasividade, esses trituradores podem aproveitar as forças de impacto para estilhaçar o material de maneira mais aleatória, produzindo assim partículas com formas melhores.
Rochas com alto teor de argila ou impurezas representam riscos significativos para a qualidade dos agregados. Essas impurezas interrompem a fratura uniforme da matriz rochosa, fazendo com que as partículas se fraturem de maneira irregular e formem formas alongadas ou em flocos. A argila, por exemplo, pode agir como um lubrificante durante a britagem, alterando a distribuição de estresse e levando a uma morfologia de partículas imprevisível. Portanto, antes da produção, é essencial realizar avaliações geológicas minuciosas e testes de materiais para garantir que as matérias-primas selecionadas sejam favoráveis à produção de agregados bem moldados.
Os trituradores de mandíbula estão entre os equipamentos de britagem primária mais comumente utilizados na indústria de produção de agregados. Eles operam com o princípio da compressão, onde uma mandíbula móvel se move em direção a uma mandíbula fixa, esmagando o material entre elas. Este design simples, mas eficaz, torna os trituradores de mandíbula adequados para uma ampla gama de matérias-primas, desde rochas macias até rochas de dureza média.
Uma das principais vantagens dos britadores de mandíbulas é sua alta relação de britagem na fase de britagem primária. Eles podem reduzir eficientemente rochas de grande tamanho em pedaços menores, que podem ser processados posteriormente em etapas de britagem subsequentes. Essa britagem de alta relação ajuda a fragmentar as matérias-primas em um tamanho mais gerenciável, para alcançar agregados de melhor formato no processamento posterior.
No entanto, quando se trata de melhorar diretamente a forma dos agregados, os britadores de mandíbulas têm algumas limitações. A ação de britagem baseada em compressão pode não produzir sempre as partículas mais cúbicas ou arredondadas. Em vez disso, as partículas podem ter formas irregulares com bordas afiadas. No entanto, os britadores de mandíbulas desempenham um papel vital na quebra inicial dos materiais, estabelecendo a base para uma melhoria adicional na forma nos processos de britagem subsequentes.
Os trituradores de cone são altamente valorizados por sua capacidade de produzir agregados com excelente forma de partículas, especialmente nas etapas de britagem secundária e terciária. Eles funcionam comprimindo o material entre um manto, que gira de forma excêntrica, e uma tigela côncava. As características de design exclusivas dos trituradores de cone contribuem significativamente para sua eficácia na formação de agregados.
Quando é necessário um modelagem extra, especialmente para materiais mais desafiadores, um impactador de eixo vertical (VSI) pode ser adicionado à linha de produção como uma máquina suplementar aos trituradores de cone. O VSI é altamente eficaz na geração de uma excelente forma de partícula e é a ferramenta ideal para criar areia manufaturada. No entanto, possui algumas desvantagens.
Avanços na tecnologia de VSI, como sistemas de quebra totalmente ou semi-autógenos e melhorias no design do rotor e na metalurgia para sistemas de aço sobre aço, ajudaram a mitigar alguns desses problemas. Por exemplo, quando o VSI transita de um sistema totalmente autógeno de rocha sobre rocha para um sistema completo de rotor e bigorna de aço sobre aço, a eficiência energética frequentemente melhora.
Do ponto de vista do design de fluxo, para gerar produtos cúbicos, é aconselhável operar com a menor razão de redução possível. Uma alta razão de redução, particularmente na fase final de britagem, frequentemente leva a uma cubicidade ruim ou reduzida. Uma estratégia de "melhores práticas" é aceitar uma razão de redução mais alta na britagem secundária, de modo que possa ser diminuída na britagem terciária. Essa abordagem permite um molde de partículas mais controlado nas fases posteriores do processo.
Operar tanto o triturador secundário quanto o triturador terciário em circuito fechado com um ajuste de lado fechado mais amplo e uma carga de recirculação aumentada a partir das telas de classificação também pode melhorar a forma das partículas. Em um sistema de circuito fechado, as partículas excessivas são retornadas ao triturador para processamento adicional. Esse processamento repetido ajuda a quebrar as partículas em formas mais uniformes. Trituradores de cone ZENITH, com seu alto pivô e alto deslocamento, podem produzir um produto muito cúbico em circuito fechado. Operar esses trituradores em sua menor velocidade excêntrica aceitável pode maximizar ainda mais o rendimento.
Após o processo de britagem, a triagem pode ser utilizada para separar os agregados com base em sua forma. Equipamentos de triagem especializados podem ser empregados para remover partículas alongadas e flacas. Por exemplo, um dispositivo de triagem com formas e orientações de abertura específicas pode ser projetado para permitir que apenas partículas cúbicas ou quase cúbicas passem, enquanto rejeita as formas indesejáveis. Isso pode melhorar significativamente a qualidade da forma do produto agregado.
A análise de imagens digitais é uma ferramenta poderosa para o controle de qualidade na produção de agregados. Ao utilizar câmeras e software de processamento de imagens, as características de forma dos agregados podem ser quantificadas. Parâmetros como razão de aspecto, fator de forma, fator de estrutura, esfericidade, arredondamento e angulosidade podem ser medidos. Essa informação pode ser usada para ajustar o processo de britagem em tempo real. Por exemplo, se a análise mostrar um número excessivo de partículas alongadas, os parâmetros operacionais das britadoras podem ser modificados para corrigir o problema.
A amostragem e testes regulares do produto agregado são essenciais. Testes físicos, como os testes de índice de floculação e alongamento, podem ser realizados para medir a proporção de formas de partículas indesejáveis. Testes de resistência à compressão também podem ser realizados para garantir que os agregados moldados atendam aos padrões exigidos de propriedades mecânicas. Ao monitorar continuamente a qualidade do produto, qualquer desvio da forma e qualidade desejadas pode ser rapidamente identificado e tratado.
Melhorar a forma dos agregados requer uma abordagem abrangente que englobe a seleção de matérias-primas adequadas, o uso de equipamentos apropriados de britagem e moldagem, a otimização do processo de britagem e um controle de qualidade rigoroso. Ao considerar cuidadosamente cada um desses aspectos, os produtores de agregados podem aprimorar a qualidade de seus produtos, atendendo aos altos requisitos de desempenho das aplicações de construção moderna. Seja para uso em concreto de alta resistência ou pavimentos asfálticos duráveis, agregados bem moldados são essenciais para garantir o desempenho e a integridade a longo prazo dos projetos de construção.
