• 影響骨料質量破碎設備的技術參數及破碎工藝關鍵技術

    骨料生產線中破碎設備技術參數分析

    眾所周知,固體物料在外力的作用下之所以破碎,是因為固體物料在受到外界壓力時產生壓力變形,形成內部應力集中。當應力達到物料顆粒在其弱軸向的極限破壞應力時,物料顆粒會在此處首先發生破裂。而物料顆粒內應力的形成與終破裂不僅與外力的大小有關,同時也與外力作用時間的長短有著密切的關系。層壓理論的基本觀點是物料在每個移動循環中使相鄰顆粒相對改變其方位,結果相互作用力的矢量也不斷改變。由此達到被破碎物料的負載方向改變的目的,同時造成強制性自磨的條件。導致結構缺陷少的堅硬的顆??善扑橄噜從切┝W娱g鍵力弱的顆粒,在等硬度顆粒中剪切力與位錯滑動力相重合的顆粒被破碎。在廢棄混凝土專用破碎機的設計和改進中,可以運用層壓破碎的理念,充分利用骨料與砂漿以及骨料原有微觀裂縫區域的聯接相對于骨料本身是弱鍵聯接的特點,適當控制擠壓、碾磨壓力(偏心距)、骨料顆粒間相對自磨速度(動顎頻率、轉子旋轉頻率)和擠壓碾磨次數和時間長短(出料粒徑),終完全可以生產出高品質再生骨料。以上分析可見,再生骨料的生產工藝流程中,破碎設備的選擇是影響再生骨料回收質量的關鍵,而采用顎式破碎機和碾磨破碎機時,兩級破碎設備的出口粒徑、動顎頻率、轉子旋轉頻率、轉子偏心距等又是設備的關鍵技術參數。

    技術參數改進的具體措施一級破碎顎式破碎機的出料口徑大小、動顎工作頻率高低都會對再生骨料質量和再生過程的生產能力有很大的影響,表現在以下兩個方面:①再生骨料的質量:再生骨料粒徑一般要求為5~40mm,粒徑5~20mm的骨料含量在50%左右。通過一級破碎,既要保證一定的粒徑,又不能使骨料過碎,同時盡可能減少原混凝土中骨料的二次破壞,以及骨料表面微裂紋的數量。減小出料口徑、動顎工作頻率過高或過低都會因擠壓次數太多或擠壓時間過長對原有骨料造成二次破壞。②再生生產能力:出料口徑的大小、動顎工作頻率高低均會影響生產能力,主要原因是這些參數的變化直接影響到物料在破碎通道中滯留時間的長短。所以,對一級破碎工作性能的評價和驗證指標是:①對原骨料的破壞率;②生產能力;③單位耗能量。

    二級碾磨破碎機的轉子偏角大小和工作頻率高低同樣會對再生骨料質量和再生生產能力造成很大的影響,表現在:①再生骨料的質量:通過一級破碎后,二級碾磨破碎的主要目的在于既要保證一定粒徑、表面潔凈的骨料,又要減少骨料表面微裂紋以及過碎骨料的數量,而轉子偏角的大小對再生骨料的粒徑、二次破壞率、表面微裂紋的數量和表面潔凈程度的影響很大。轉子偏角過大,會造成對骨料的強烈擠壓,造成骨料過碎,而偏角太小又不能形成骨料間應有擠壓、摩擦力。②再生生產能力:減小出料口徑和轉子工作頻率都會很大幅度地降低生產能力,同時還會造成其它負面影響,如發生塞車導致電機損壞等,而轉子頻率過高會增加骨料破壞率。另外需要說明是,在改變轉子偏角大小時會使設備出料口徑發生變化,但可以通過調整定子高度予以消除??梢?對二級碾磨破碎工作性能的評價和驗證指標可采用:①再生骨料粒徑合格率;②骨料表面的潔凈程度;③生產能力;④單位耗能量。

    結果分析再生骨料是影響再生混凝土性能的主要因素之一,再生混凝土抗壓強度降低的成因,一般認為是再生骨料相對于天然骨料的特性差異:①再生骨料孔隙率高。②親水性強,而且表面有許多微裂紋。③再生骨料在解體、破碎過程中有損傷積累。之所以形成這些差異,可歸結于再生骨料表面黏附著大量的水泥砂漿、雜質較多,以及再生過程中的二次破壞造成微裂紋和其它損傷累積。而對破碎設備相應技術參數進行適當改進,能使再生骨料的這些缺陷得到控制。以上的對比試驗分析可以說明,出口粒徑、動顎頻率、轉子旋轉頻率、轉子偏角(偏心距)等是破碎工藝設備的關鍵技術參數。只要這些參數設計得合理,完全可以獲得符合結構混凝土要求的高質量再生骨料。

    廢棄混凝土破碎工藝

    現有破碎工藝分析資料顯示,國外所采用的破碎工藝基本上是將廢棄混凝土首先去除金屬、玻璃及木材等雜質,然后進行兩次破碎和篩分,在篩分過程中進一步去除雜質,終獲得各種粒徑的再生骨料。國內工藝技術在借鑒國外的基礎上加以了改進。如:采用了夾式破碎機對大塊的卵礫石進行預破碎及油壓式履帶型碎石機對廢棄混凝土塊進行破碎處理,采用風力分級設備對骨料進行分級處理,采用填充型加熱裝置以提高再生骨料的品質等等。由此可見,目前國內外的廢棄混凝土再生骨料過程和天然碎石骨料的制造過程相似,僅僅把不同的破碎天然石料的破碎、篩分、輸送等設備盡可能合理地組合在一起,以及在適當環節上設置人工或機械設備去除雜質。如此處理,工藝安排上存在以下不足:①處理對象的變化導致對設備技術要求不同,而現有工藝沒有充分考慮。②再生混凝土能否大量生產、廣泛運用的關鍵因素之一是再生骨料的質量,即與天然骨料特性上的差異,如何通過工藝手段盡可能減小這些差異,未作深入討論。③現有工藝沒有對破碎設備進行技術改造或采用專用破碎設備來提高再生骨料質量和回收利用率,經濟性不好??梢?經濟合理的再生骨料制備工藝以及相應生產設備等技術沒有得到徹底解決。因此,對工藝和設備的研究顯得非常重要。

    骨料破碎工藝關鍵技術分析

    (1)再生骨料破碎工藝分兩級破碎的主要目的在于級碾磨破碎。在進入碾磨破碎工序之前,對再生料進行烘干熱處理,然后通過碾磨破碎,利用材料間彼此摩擦、碾壓,去除黏附在骨料上的砂漿、泥土以及使已壓破而未分開的石料彼此分離,減少微裂紋,從而獲得高質量的再生骨料。為達到目的,破碎比的大小、設備轉子偏心距大小、轉子旋轉速度等是此道工序設備的關鍵技術參數。研制出專用碾磨破碎設備是解決問題的方案。
    (2)烘干熱處理工序的設置目的,在于弱化骨料與砂漿以及骨料原有微觀裂縫區域的鍵聯接強度,為后道工序有效去除黏附在再生骨料上的砂漿、泥土,去除微裂紋作準備。雖然,因此增加了生產成本,但對于提高再生骨料的質量,使其能符合結構混凝土對骨料質量的要求卻是必不可少的工序。
    (3)兩級破碎比設定,主要決定于骨料的回收率、二次破壞率大小的要求,以及再生工藝生產能力的要求。另外,再生骨料的高質量要求也取決于兩級破碎比設定。