فهرست مطالب
روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن
امروزه با رشد جمعیت و افزایش آگاهی بشر، مهندسین برای ساخت و ساز استاندارد و اصولی، با یکدیگر رقابت می‌کنند. گام اولیه برای داشتن سازه‌ای مقاوم و ماندگار، دسترسی به مواد اولیه و مصالح با کیفیت بالاست. در ساخت سازه‌های بتنی، تهیه خمیر بتن مناسب که از مصالح ابتدایی با کیفیت تهیه شده باشند، از اهمیت بالایی برخوردار است. لازم است تاکید کنیم، آنچه که در تهیه خمیر بتن حایز اهمیت است، سنگدانه‌های با ویژگی‌های مناسب برای ساخت و ساز است. بنابراین پیش از استفاده از سنگدانه‌ها در ساخت بتن، با کمک آزمایش‌های مختلف به بررسی صلاحیت دانه‌ها از نظر اندازه، نوع جنس، عدم وجود آلودگی و…می‌پردازند. حال این سوال مطرح است که اگر سنگدانه‌ای شرایط لازم برای استفاده در بتن را نداشته باشد، آیا با روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن، می‌توانند به شرایط لازم برای استفاده در بتن دست یافت؟ در این مقاله سعی می‌کنیم، تا با ارایه مطالب زیر، به پاسخ درست این سوال دست یابیم.
اکتشاف معادن سنگدانه بتن
همانطور که در بالا اشاره شد، در مناطق پرجمعیت، که تقاضا برای ساخت و ساز و به‌طبع آن تقاضا برای بتن زیاد است، احتمال اتمام منابع سنگدانه وجود دارد. لذا برای دست‌یابی به مصالح مناسب، جهت استفاده از سنگدانه بتن، نیاز به روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن توسط اکتشاف معادن جدید داریم. برای این امر نیاز به خرید زمینی با جاده‌های مناسب حمل‌ونقل مصالح داریم. این زمین از لحاظ قانونی باید مجوزهای لازم برای برداشت به عنوان معدن را از صاحب ملک و ارگانهای مختلف دارا باشد. با توجه به محدودیت‌های مناطق و ملاحظات اقتصادی، انجام این امر پیچیده است و نیاز به تحقیق بسیار، در زمینه‌ی یافتن مکان مناسب برداشت داریم. برداشت توده‌های مصالح دانه‌ای و یا تخته‌سنگ روش جستجوی خاص خود را داراست. از سوی دیگر، روشهای سنجش کیفیت مصالحی که برای سنگدانه‌های بتن مناسب‌اند، بسیار متفاوت هستند. در حال حاضر دستگاهی با توانایی بررسی توده‌های مصالح و سنجش کیفیت آن‌ها، به‌صورت همزمان موجود نیست.
نمونه‌گیری از معادن سنگدانه اکتشافی
در جهت بررسی روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن پس از کشف معادن سنگدانه اکتشافی با تکنیک‌های مناسب از محل نمونه‌گیری به عمل می‌آورند. این نمونه برداری مشخص می‌کند که جنس، نوع، اندازه و سایر ویژگی‌های سنگدانه برای استفاده در بتن مناسب است یا باید طی فرآیندی فرآوری شود. در صورتی‌که نسبت به این امر بی‌توجهی کنیم، از نظر اقتصادی و زمان، دچار خسران خواهیم‌شد.
دلایل نمونه گیری توده ها
به دلایل زیر پیش از روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن و بهره‌برداری از توده‌های موجود در معادن، نمونه‌گیری انجام می‌شود:
- جهت اطمینان از این‌که، وسعت توده برای انجام چنین عملیاتی به‌صرفه است.
- بررسی این‌که؛ آیا اندازه سنگدانه‌ها طبق استانداردهای مجاز هستند یا باید طی مراحلی با شکستن آن‌ها را برای استفاده آماده کنیم.
- یافتن پاسخ مناسبی برای این سوال که؛ اگر فرآوری توده شامل سنگدانه‌ها، به درستی انجام شود، کلیه مصرف‌کنندگان اعم از بخش‌های دولتی و خصوصی از نتیجه فرآوری این توده انتخابی استقبال می‌کنند؟
پس از نمونه‌گیری، نمونه‌ها، به آزمایشگاه‌های مطابق استاندارد و مجاز ارسال می‌شوند.
مرحله روباره برداری
در طبیعت برای رسیدن به روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن، ابتدا لازم است که آنچه که مانع رسیدن به مصالح می‌شود را، از مسیر جدا کنند. اغلب در فرآیند بهره‌برداری از منابع، با روباره یعنی (درختان، پوشش گیاهی، خاک زراعتی، رس و…)روبرو می‌شوند. لذا برای جداسازی آنچه که برای تهیه سنگدانه نیاز است و روباره، باید روشی را اتخاذ نماییم که نیاز به جابه‌جایی مجدد مواد نباشد. از طرفی گاه در توده‌های پرعمق، با روباره کمی مواجه می‌شوند، بنابراین در این مواقع کافی‌است قبل از شروع عملیات استخراج، به‌طور متناوب از بولدوزرها استفاده کنند. همچنین اگر در مسیر رسیدن به مصالح با توده‌های سطحی روبرو شوند، به حجم زیاد روباره برخورد خواهند کرد، که می‌توان حین استخراج ماده معدنی، به صورت پیوسته روباره برداری را انجام داد. حال پس از برداشت روباره، برای بارگیری کامیون‌ها از بیل‌های مکانیکی و بیل‌های کششی کابل‌دار، استفاده می‌کنند. وظیفه کامیون‌ها انتقال مواد به گودال معدن روباز است.
تجهیزات نمونه گیری
برای نمونه‌گیری از منابع سنگدانه‌‌اکتشافی، از دو روش متفاوت برای استخراج توده‌های شن و ماسه و نیز برای استخراج و فرآوری سنگ استفاده می کنند. در هر دو حالت، نمونه‌های پس از جمع‌آوری از بستر را با دقت بسیار شمارهگذاری کرده، سپس در کیسه‌هایی تمیز و در بسته قرار داده می‌شوند. برای کاهش هزینه‌های استخراج، از اسکریپرهای تک‌نفره دوموتوره، با چرخ‌های لاستیکی استفاده می‌شوند. این ماشین‌های پیش‌رو و پس‌رو، قادرند که مختصات افقی و قائم محل نمونه‌گیری را ثبت کنند، تا مقطع عرضی محل نمونه‌برداری به وضوح قابل تشخیص باشد. از طرفی لازم است، عمق روباره‌برداری نیز مورد بررسی اکتشاف‌گران قرار گیرد و هزینه‌های برداشت توده از این عمق، از نظر اقتصادی سنجیده شود. برای یافتن روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن نیاز است تا نمونه‌ها در آزمایشگاه‌های استاندارد مورد بررسی قرار گیرند.
مرحله آتشباری در معادن اکتشافی
تاکنون درباره مراحل اکتشاف و نمونه‌گیری و آزمایش نمونه‌ها توضیحاتی ارایه شد. اکنون لازم است درباره نحوه استخراج از معادن سنگ به جهت آشنایی بیشتر با روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن، بیشتر بدانیم. اغلب سنگها در معادن روباز با آتشباری مواد منفجره به قطعات با اندازه نه چندان بزرگ، خرد می‌شوند. حال این سنگ‌های خرد شده، قابلیت استفاده در مراحل سنگ‌شکنی را دارند. مهندسانی که امر مهم آتشباری مواد منفجره را، به عهده دارند، علم و تجربه لازم در این زمینه را دارند و برای حفظ امنیت مجموعه در حال کار، هماهنگی لازم و همکاری نزدیکی با تولیدکننده مواد منفجره دارند. از طرفی برای انجام امر حفاری، به یک سری اصول پایبندند.
نکات انفجار و حفاری
از آنجایی‌که انبساط سریع گازهای تحت‌فشار، باعث ایجاد انرژی انفجار می‌شوند و قدرت تخریب‌گری بالایی دارند، لذا لازم است به موارد زیر دقت کنیم:
- در سنگ‌های سخت لازم است، چال‌ها در فاصله‌های کمی از هم باشند.
- اگر خرج در قسمت انتهایی چال قرار داده شود، انفجار به سمت لایه‌های فوقانی رخ می‌دهد، لذا نتیجه‌ای مطلوب حاصل خواهد شد.
- هرگاه بخواهیم مواد را بسیار خرد کنیم، می‌توان چاشنی‌های تاخیری را در چال‌هایی که یک در میان حفر کرده‌ایم، قرار دهیم.
- امروزه با توجه به دسترسی به انواع مختلف مواد منفجره جهت انفجار سنگها، کاربرد آن‌ها در معادن سنگدانه، طبق نظر مهندسین انجام می‌گیرد. لذا بسته به مقاومت، حجم انفجار، طرز قرار گرفتن این مواد در چال، حساسیت مواد منفجره و موارد کاربرد آن‌ها متفاوت هستند.
انواع روش های حفاری
در ادامه روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن برخی روشهای مورد استفاده در حفاری معادن‌سنگ، که چال‌های انفجار را ایجاد می‌کنند را نام می‌بریم و نکاتی را درباره هر یک بیان می‌کنیم:
- حفاری‌کابلی
- حفاری‌ضربه‌ای
- حفاری‌چرخشی
روش حفاری کابلی
یک روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن روش حفاری کابلی است. این نوع حفاری، فقط در چال‌های قائم و عمودی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نوع حفاری، میله‌ی‌کوبنده پی‌در‌پی بالا و پایین رفته، با کوبیدن روی میله‌فولادی، حفاری را انجام می‌دهد. نوک این میله فولادی دارای تیغه‌های تیز است.
روش حفاری ضربه ای
یک روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن روش حفاری ضربه ای است. روش سیستم حفاری‌ضربه‌ای‌کابلی (Cable Drill) یک روش قدیمی است که نخستین بار در چین استفاده شد. در این روش مته‌ای فولادی (Steel Bit) به وسیله طناب یا کابل و توسط چند کارگر به سمت بالا کشیده شده و رها می‌شود، که سبب خرد شدن سنگها و در نتیجه حفاری می‌شود. مواد کنده شده را توسط گل‌کش از چاه خارج می‌نمودند. این سیستم حفاری با پیشرفت صنعت بهبود یافت و در نهایت از نیروی مکانیکی، در آن استفاده شد. در ادامه مراحل کار حفاری ضربه‌ای کابلی را ارائه خواهیم داد:
- در ابتدای کار با زدن ضربات متوالی توسط مته، زمین را می‌کنند و مواد کنده شده را خورد می‌کنند.
- سپس با وسیله ای به نام گل‌کش، مواد کنده شده را خارج می‌کنند.
- در انتها با عملیات لوله‌گذاری چاه حفاری شده، کار حفاری ضربه‌ای را به اتمام می‌رسانند.
روش حفاری چرخشی یا دورانی مکانیکی
به‌دلیل ایجاد یک سری مشکلات در نحوه اجرای حفاری ضربه‌ای کابلی، روش حفاری چرخشی یا دورانی به‌عنوان روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن، ابداع گردید. گاه حین عملیات‌حفاری، ریزش لایه‌های زمین و یا مواجه‌شدن با طبقات سنگی یکپارچه، مانع از ادامه روند کار، توقف عملیات، اتلاف زمان و هزینه مصرفی می‌گردند. نحوه کار روش حفاری‌دورانی (Rotary) به این‌صورت است که سر مته‌های مخصوص می‌چرخند و همزمان سنگ‌های خرد شده، از چاه در حال حفاری خارج می‌شوند. لازم است بدانیم، سرمته‌ها توسط لوله‌های حفاری(Drill Pipe) که به سوزن‌حفاری نیز معروفند، می‌چرخند. از طرفی با پمپ گل، از طریق سوزن‌های حفاری و سوراخ‌های سرمته، به داخل چاه در حال حفاری، افزوده می‌شود، به این ترتیب هم سر مته را خنک می‌کنند و هم مانع از ریزش دیواره چاه می‌شوند. همچنین خرده سنگ‌های حفاری شده را نیز، از چاه خارج می‌کند. در حفاری به این روش، بسته به نوع کاربری، از آب، مخلوط رس، هوا و کف استفاده می‌شود.
روشهای فرآوری و تولید سنگدانه های بتن
فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن، روشهای بسیار متنوعی دارد که در ادامه چند مورد از آن‌ها را نام می‌بریم:
- فرآوری و تولید با بیل مکانیکی
- فرآوری و تولید با بیل کششی کابلی
- فرآوری و تولید با لایروب‌های هیدرولیکی
- فرآوری و تولید با خطوط راه‌آهن
- فرآوری و تولید با کامیون‌ها
- فرآوری و تولید با سرند گردان
- فرآوری و تولید با سرند گریزلی یا میلهای
- فرآوری و تولید با سرند تخت
- فرآوری و تولید با نوار نقاله
لازم است برای آشنایی با این روشهای فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن، در ادامه به شرح و بررسی اجمالی این روش‌ها توضیحاتی را ارائه نماییم:
فرآوری و تولید با بیل مکانیکی
پس از مرحله آتشباری بستر کار در معدن، سنگ‌های شکسته حاصل از این عمل، به‌وسیله‌ی بیل‌های مکانیکی جابه‌جا می‌شوند. بیل‌های مکانیکی الکتریکی یک روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن است که با جام‌های ظرفیت بالا، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ضمن جریان الکتریسیته موجود در آن‌ها، از‌طریق کابل‌های دارای انعطاف تهیه می‌شود. جالب است بدانیم، بیل‌های مکانیکی برای بارگیری هر تن سنگ، تنها ۰٫۲۲ کیلووات برق مصرف می‌کنند. این بیل‌ها برای استخراج رسوبات شن و ماسه با لایه‌های فوقانی کوتاه کاربرد دارند. این روش در بستر کارهای بسیار بلند استفاده نمی‌شوند، زیرا احتمال ریزش و مدفون شدن بیل‌های مکانیکی، بسیار زیاد است. برای حل این مشکل، از بیل‌های کششی کابلی استفاده می‌کنند.
فرآوری و تولید با بیل کششی کابلی
در سینه‌حفاری با لایه‌های فوقانی بسیار بلند، روش بیل‌های کششی کابلی با بازوهای بلند و جام‌های بارگیر بزرگ، استفاده می‌شود. گاه طول بازوهای آن، به ۳۶ متر و جام‌ها به ۱۱ مترمکعب می‌رسد. بارگیری این روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن ، از بالا یا پایین و بسته به شرایط، با تنوع زیاد انجام می‌شود. در بارگیری به‌سمت پایین، به ترکیبی از توده‌های خشک دست‌نخورده، دسترسی دارند. اما اگر سینه‌کار زیر آب باشد، بارگیری از بالا انجام می‌شود. همچنین می‌توان برد بیل‌های کششی را، با استفاده از کابل‌هوایی و با استفاده از وزنه، افزایش داد. روش انجام کار بیل‌های کششی کابلی، به این‌صورت است که، کابل‌هوایی، جام قرقره‌ای خراشنده را به تکیه‌گاهی ثابت متصل می‌کنند، تکیه‌گاه با فاصله بسیار و ارتفاع کم قرار می‌گیرد. حال برای بلند کردن توده، کابل را ثابت می‌کنند و جام به پایین هدایت می‌شود، حال با کابل بارگیری که به جام وصل شده، ماشین را بارگیری می‌کنند.
فرآوری و تولید با لایروب‌های هیدرولیکی
از این روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن، برای لایروبی رسوبات زیرآبی استفاده می‌شود. نحوه کار به این‌صورت است که، تجهیزات لایروبی روی یک کشتی یا شناور نصب می‌گردند. سپس مواد و رسوبات زیرآبی را برداشته به کشتی‌های دارای تجهیزات فرآوری منتقل می‌کنند و یا به ساحل پمپاژ می‌شوند. عملیات مکش با پمپ‌های گریز از مرکز انجام می‌شوند، که لوله‌های آن دارای آستر پوششی هستند و مقاوم در برابر سایش هستند. در استخراج رسوبات ماسه‌ای نرم، عملیات به راحتی انجام می‌گیرد. اما در استخراج رسوبات سخت‌تر لازم است، از انواع مختلف خردکننده‌های چرخشی یا نردبان‌های زنجیری استخراج، بر سر لوله‌های مکش استفاده کنند، تا از گرفتگی لوله مکش با قطعات درشت پیشگیری کنند. برای انجام عملیات حفاری خشک در روش فرآوری و تولید سنگدانه بتن، عملیات با احداث بندهای خاکی، خروج آب جمع شده در پشت آن و استخراج مصالح زیرآبی با بیل‌های نصب‌شده روی شناورها، انجام می‌پذیرند.
فرآوری و تولید با خطوط راه‌آهن
هرگاه در انجام عملیات، فاصله بین معدن استخراج سنگ تا کارخانه، بیش از ۱٫۶ کیلومتر باشد، از لوکوموتیوهای دیزلی-الکتریکی و ریل‌های آهن برای حمل مواد استخراجی استفاده می‌کنند. به این‌صورت می‌توان نسبت به فاصله معدن تا کارخانه، ریل‌ها را کم و زیاد کرد. در این‌روش از واگن‌های تخلیه‌کننده تحتانی، برای تخلیه سریع بار در کارخانه استفاده می‌شود.
فرآوری و تولید با کامیون‌ها
در این روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن با توجه به اندازه و شکل جام کامیون‌ها، ظرفیت آن‌ها برای جابه‌جایی متفاوت است. قدرت مانور کامیون‌ها بدون یدک‌کش، بسیار بالاست، لذا در کارگاه‌ها مورد استقبال قرار می‌گیرند. در صورتی که شرایط مسیرهای حمل و نقل را بهبود دهند، از هزینه‌های تعویض چرخ‌های بزرگ ماشین‌ها کاسته می‌شود. برای این امر از گریدر تیغه‌ای، برای پاکسازی مسیر از سنگ‌های پراکنده و هموار کردن راه عبوری استفاده می‌کنند. ضمن‌اینکه جابجایی در مسیر بزرگراه‌های عمومی نیز شرایط جابه‌جایی مواد را بهبود می‌بخشد.
فرآوری و تولید با سرند گریزلی یا میله ای
سرند گریزلی یا ویبراتور گریزلی، یک روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن است که با جدا کردن خاک و سنگ با استفاده از صفحه ویبره برای مواد با اندازه‌های متفاوت به‌کار برده می‌شود. این روش برای غربالگری بارهای حجیم استفاده می‌شود. این غربال، دارای صفحه‌ای شیب‌دار است، که باعث می‌شود سنگ‌های بزرگ از مسیر خارج شوند و روی صفحه توری انباشته نشوند و به توری آسیب نزنند. سنگ‌های خارج شده از سرند، با دستگاههای سنگ‌شکن، به اندازه دلخواه خرد و مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. این دستگاه از میله‌های موازی با فاصله‌های تنظیم شده تشکیل شده، که این میله‌ها بسته به ویژگی‌های توده‌های ورودی، ثابت یا لرزان هستند.
فرآوری و تولید با سرندهای گردان
سرندها کار تفکیک سنگ‌های بزرگ و کوچک از هم را، انجام می‌دهند. سرندهای چرخشی یا گردان، استوانه‌هایی سوراخ‌دار یا سیمی با انتهای باز هستند که، حول محوری با شیب کم می‌گردند. در انتهای فوقانی استوانه، مصالح را می‌ریزند. دانه‌های کوچک، از بین چشمه‌های سرند به سمت پایین می‌چرخند. دانه‌های بزرگ خرد شده در ادامه از سه سرند استوانه‌ای عبور می‌کنند.
فرآوری و تولید با سرندهای تخت
این نوع از سرندها نسبت به بقیه بسیار ارزان هستند و تا سه سرند با فاصله کم، روی هم یا جدا از هم چیده می‌شوند. این سرندها با وزنه‌های چرخنده‌ی خارج از محور و نامتعادل می‌لرزند. سرندها می‌تواند شامل سرندهای سیمی، میلهای یا سوراخ‌دار باشند.
فرآوری و تولید با نوار نقاله
استفاده از روش فرآوری با نوار نقاله، برای توده‌های بزرگ خام استخراج شده از معدن، توصیه نمی‌گردد. برای این‌که روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن کارایی لازم را داشته باشد، بایستی سرند کردن و سنگ‌شکنی اولیه؛ در نزدیکی محل استخراج انجام پذیرد. که این امر، با کمک انواع سرندهای دارای چشمه‌های گرد، لوزی، مربع و مستطیل انجام می‌پذیرد. اگر شیب نوار نقاله‌ها بیش از 20 درجه باشد، سنگ‌های بزرگ به پایین نوار نقاله می‌غلتند. نوارهای نقاله با شیب مناسب، به‌راحتی به سمت بالا، پایین و افقی قابل انتقال هستند. تعدادی از کاربردهای نوارهای نقاله را در ادامه نام می‌بریم:
- توده‌کردن مصالح استخراجی
- بارگیری واگن‌ها
- بارگیری سیلوها
- بارگیری کامیون‌ها
- تشکیل توده‌های موج‌دار
قیمت سنگدانه های فرآوری شده بتن
سنگدانه‌ها با یک یا چند روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن در اندازه‌ها و انواع مورد نظر تهیه می‌شوند. قیمت این محصولات به درجه درشتی و نوع سنگدانه بستگی دارد. این سنگدانه‌های با درجه درشتی متفاوت برای تولید انواع بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند. در قیمت گذاری این مواد اولیه بسیاری نکات که در روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن دخیل بوده و در این مقاله معرفی شده‌اند، دخیل است. همچنین از این مواد اولیه برای ساخت افزودنی بتن استفاده می‌شود. جهت اطلاع دقیقی از قیمت سنگدانه مناسب با کار خود با متخصصان و مشاوران ما تماس بگیرید و از قیمت سنگدانه‌های فرآوری شده مطلع شوید.
کلام آخر
ابتدای مقاله را با این سوال آغاز کردیم که، اگر سنگدانه‌ای شرایط لازم برای استفاده در بتن را نداشته باشد، آیا روش فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن، می‌توانند به شرایط لازم برای استفاده در بتن دست یابند؟ همانطور که در این مقاله توضیح داده شد، در شرکت بتن شیمی ماهان، با کمک انواع روشهای فرآوری و تولید سنگدانه‌های بتن، با استفاده از ابزارها و دستگاههای مخصوص، تحت نظارت کارشناسان ما در این حوزه و… این کار را محقق کرده‌ایم. تلاش ما در این شرکت، این است که با توجه به خصوصیات توده‌های اولیه استخراج شده از معادن روباز، با استفاده از روشهای متناسب با هر توده، شرایطی را فراهم کرده‌ایم که برداشت پرهزینه‌ی مصالح، منجر به تهیه سنگدانه‌های مورد نیاز در تهیه بتن و همچنین ساخت سازه‌های با دوام بالا، با هزینه‌ای مناسب و منطقی می‌شود. در صورت تمایل به استفاده از این مصالح مرغوب و باکیفیت با کارشناسان با تماس حاصل نمایید.
