Вид матеріалів, що виготовляються з відходів виробництва нерудних будівельних матеріалів, обумовлений їх фізико-механічними властивостями, складом, особливостями основного технологічного процесу і техніко-економічними факторами.
Заповнювачі з відсіву каменедробіння. Основна маса відходів виробництва нерудних матеріалів придатна для переробки на щебінь, пісок, кам'яне борошно. Експлуатаційні витрати на отримання з відходів, наприклад щебеню, в 2-2,5 рази нижче, ніж в спеціалізованих кар'єрах.
При розробці сучасних технологічних схем виробництва кам'яних матеріалів передбачають ряд додаткових операцій по сортуванню, очищення і, при необхідності, подрібнення відходів.
Відходи очищаються сухими або мокрими способами. Сухі способи засновані на подрібненні домішок ударом або стиранням в середовищі холодних або гарячих газів і подальшому їх відділення від кам'яного матеріалу грохоченням, пневматичними методами і т. Д.
Мокрі способи (6.3) передбачають відділення домішок мокрим грохоченням на кінцевих стадіях виробництва. Мокре просівання раціонально для усунення легко відокремлюваних домішок. При цьому за допомогою спеціальних класифікаторів з відходів можна виділяти чисті фракції піску.
Промивання відходів дроблення із забрудненістю понад 10% в звичайних промивних пристроях коритного типу малоефективна. Продуктивним методом промивання є виброакустический метод, заснований на максимальній концентрації енергії для дезінтеграції глинистих порід при суміщенні низькочастотного вібраційного і акустичного впливів. Як джерела виброакустического впливу використовують низькочастотні гідроакустичні засоби. Наприклад, при середній забрудненості вихідної сировини 12,45% віброакустична установка зменшує забрудненість продукції до 0,6%. У той же час при забрудненості сировини в 2,7% Коритна мийка дозволяє зменшувати забрудненість продукції лише до 0,76%. Застосування виброакустических установок дає можливість переробляти відходи із забрудненістю до 40% і вище.
Розроблено та успішно випробувані в промисловості промивні машини струминного типу і вібровакуумобезвожівающіе установки. Останні за рахунок вакуум-відсмоктування, що доповнює звичайне віброобезвожіваніе, знижують кінцеву вологість продукту до 11- 13%, що дозволяє його транспортувати конвеєрним транспортом.
Основними споживачами відсіву дроблення в даний час є дорожньо-будівельні організації, що використовують відсів в асфальтобетонних сумішах як дрібний заповнювач. Пилоподібна складова відсіву з основних вивержених порід дозволяє частково замінити мінеральний порошок з карбонатних порід.
Оскільки велика частина відсіву має модуль крупності 3,2-3,6, вони використовуються як укрупнювати добавка до дрібних пісках в бетонах різного призначення. Використовуючи відсівання, вдається формувати оптимальні склади бетонів і розчинів, що забезпечують задані будівельно-технічні властивості при мінімальній вартості.
Відсів дроблення значно відрізняються за формою і характером поверхні зерен, мінеральним і зерновому складам (в порівнянні з природними пісками) і мають більш високі значення водопотреб-ності і пустотности, що часто ускладнює їх використання в бетонах.
Будівельна індустрія споживає пісок, найчастіше природний, для виробництва бетонів і розчинів, асфальтобетонів, виробів і т. П. Обсяги споживання піску складають майже 45% від обсягів споживаного щебеню. Діючі або знову розробляються піщані кар'єри створюють постійну екологічне навантаження на природне середовище, і, в першу чергу, на водойми - заплави річок, озера.
Альтернативою природним пісках служать штучні піски з відсіву дроблення, збагачені мокрим способом на спіральних класифікаторах. Недоліки технологій збагачення відсіву, що застосовуються на більшості кар'єрів - це сезонність робіт, високу енерго- і водоспоживання, шламосховища і пластинчаста форма частинок піску.
Реалізована на практиці технологія сухій повітряній класифікації відсіву - продуктів дроблення відцентрово-ударних дробарок - із застосуванням каскадно-гравітаційних класифікаторів. У них використаний спосіб поділу в повітряному потоці дрібнозернистих і піщаних матеріалів по крупності, щільності, масі і формі частинок за рахунок взаємодії двох протилежно спрямованих сил: гравітації, що діє на частки вихідного матеріалу, і висхідного повітряного потоку. На таких апаратах можна класифікувати сипучі матеріали максимальною крупністю до 10 мм і вологістю до 6% з поділом на 2-3 класу, т. Е. З отриманням 2-3 продуктів.
Водопотребность піску з відсіву змінюється в межах 9-18% (частіше 13,5-15,5) і залежить від зернового складу, форми зерен, вмісту пиловидних і глинистих частинок.
Порожнеча відсіву дроблення, що складаються переважно з великих фракцій, змінюється в межах 40-50%, т. Е. Значно перевищує пустотность природних пісків (35-40%). Зниження пустотное ™ відсіву може бути досягнуто при спільному використанні як дрібний заповнювач бетону відсіву і дрібних (або дуже дрібних) природних пісків.
Порівняльні випробування бетонів на міцність при вигині і розтягуванні, на водонепроникність і морозостійкість показали, що властивості бетонів з використанням збагачених відсіву дроблення вивержених порід практично ті ж, що і у бетонів на природних пісках.
Перспективно використання деяких фракцій піску з відсіву в бетонах.
Відсіви переробки вивержених метаморфічних порід нерідко мають декоративні властивості. Такі матеріали застосовуються для отримання декоративних розчинів і бетонів.
Перспективним напрямком використання відсіву дроблення є сухі будівельні суміші. При випуску будівельних сумішей найбільшим попитом користуються фракції 0,63-1,25 мм, 0,315-0,63 мм, 0,16-0,315 мм. Введення таких наповнювачів покращує ряд показників сухих сумішей. Встановлено, що 18-25% відсіву дроблення вивержених порід складають фракції менше 0,16 мм з високою питомою поверхнею, які не потребують додаткового помелу.
Відсів дроблення можуть знайти застосування як компоненти шихти також при виробництві будівельної кераміки і вогнетривів.
Продукти переробки відсівів вузьких класів крупності застосовують для заповнення водоочисних фільтрів, при випуску електрокерамічних виробів і ін.
Застосування відходів обробки пористих порід і облицювального каменю. Напрямки використання відходів, одержуваних при видобутку і обробці пористих порід і облицювальних матеріалів з природного каменю, залежать від їх крупності, фізико-механічних і технологічних властивостей.
Відходи виробництва кам'яних виробів з пористих гірських порід застосовують в якості природних пористих заповнювачів. Заповнювачі з вапняків-черепашника, туфів і пемзи використовуються в бетонних і залізобетонних виробах для цивільного і промислового будівництва. Заміна в бетонах кварцового або дробленого керамзитового піску пористим піском з відходів камнепилення знижує вартість бетону, а в ряді випадків і його витрата.
При дробленні відходів камнепилення руйнування відбувається по найбільш слабким перетинах і контактам, великим порам і мікротріщин, що змінює мікро- і макроструктуру і покращує властивості наповнювачів, так як збільшує їх щільність, міцність і зменшує неоднорідність в порівнянні з вихідною гірською породою. Щебінь і пісок, які одержані дробленням пористих порід, мають кутасту форму, шорстку і розвинену поверхню, що забезпечує їх міцне зчеплення з цементним каменем.
Гранулометрія пористих заповнювачів з відходів камнепилення залежить від властивостей вихідної породи, виду дробильного обладнання, розмірів отворів сит. Наявність в пористих пісках до 25% і більше фракцій менше 0,14 мм сприяє поліпшенню легкоукладуваність-сти, підвищенню щільності бетону. Однак збільшення кількості таких фракцій понад 25% небажано, оскільки призводить до підвищення водопотребности легких бетонів і зниження їх міцності. Особливістю наповнювачів з відходів камнепилення карбонатних гірських порід є їх активна хімічна взаємодія з цементом.
Відходи, які утворюються при видобутку блоків з граніту та інших високоміцних порід, використовують для отримання декоративного щебеню і піску. Для переробки відходів в нерудні матеріали можна використовувати випускаються промисловістю пересувні дробіль-но-сортувальні установки.
Встановлено ефективність випуску музичних плит на основі відходів каменеобробки. Плити виготовляють в металевих формах з дрібних шматків каменю на цементному розчині. При досягненні ними 50-70% марочної міцності їх шліфують і полірують.
Реалізована промислова технологія виготовлення штучних блоків на основі кам'яної крихти з подальшою розпилюванням їх на окремі плити товщиною 20-30 мм. Декоративний ефект досягається використанням в якості в'яжучого білого портландцементу з наповнювачем з кам'яного борошна. Бетонна суміш заливається в блок-форми і ущільнюється на віброплощадці. Для прискорення процесу твердіння блоки пропарюють при звичайних режимах до досягнення ними 70-80% марочної міцності. Потім їх розпилюють на плити і піддають механічній обробці (шліфування). Якість мозаїчних плит залежить від гранулометричного складу заповнювача.
Досвід підприємств Криму, що розробляють вапняк-черепашник для отримання стінового штучного каменю, показує ефективність виготовлення з відходів камнепилення черепашково-бетонних блоків. Блоки формуються в горизонтальних металевих формах з відкидними бортами. Дно форми покривається розчином з черепашнику товщиною 12-15 мм для створення внутрішнього фактурного шару. Форма заповнюється Великопористий або дрібнозернистим бетоном з черепашника. Фактура зовнішньої поверхні блоків створюється за допомогою спеціального розчину. Черепашково-бетонні блоки застосовують для кладки фундаментів і стін при будівництві виробничих і житлових будівель.
Освоєна технологія отримання з відходів виробництва пильних вапняків ефективного стінового матеріалу - цементно-карбо-кімнатній каменю. За фізико-технічними та архітектурним показниками такий камінь не поступається природному: межа міцності при стисненні - 5-7,5 МПа; середня щільність - 1800 кг / м3, розміри-190x190x188 мм. Оптимальний склад бетону (%): цемент М 500 - 5, карбонатні відходи камнепилення - 85, водо- 10. При зниженні марки цементу до М300 його витрата зростає до 160 кг / м3.
Знизити витрату цементу на 20-45% можна шляхом введення до складу заповнювача поряд з відходами камнепилення 20-30% золи.
Цементно-карбонатний камінь виготовляють напівсухим пресуванням. В якості основного обладнання використовується прес-напівавтомат, продуктивність якого 600-700 шт. в годину (8,5- 10 м3 / ч).
Карбонатні відходи завантажуються в вібросито, звідки фракція менше 30 мм через дозатор надходить в змішувач. Туди ж подають в'яжучі та воду. Готова суміш надходить в накопичувальний бункер преса. Тиск пресування - 10-15 МПа, час - 6-7 с, вологість формувальної суміші - 7-8%. Готові камені надходять на склад, де протягом 7 діб при природних тепловологових параметрах повітряного середовища гірських виробок відбувається твердіння бетону.
З карбонатних відходів кар'єрів з видобутку вапняків отримують також вапно або використовують їх як добавку для підвищення якості автоклавних силікатних виробів. Дрібні фракції рада гірських порід можна застосовувати для виробництва плавлених матеріалів або як отощітеля керамічних мас.
Відходи виробництва каменедробильних заводів, переробних базальти та інші ізлівшіеся гірські породи, можна застосовувати для отримання глазурі та інших плавлених матеріалів. Розроблено технологію виробництва стеклокристаллических базальтових глазурі для фасадної будівельної кераміки, кислотостойких керамічних виробів і електрофарфору. Базальтові глазурі можуть замінювати глазурі на основі багатокомпонентних шихт, що включають ряд дефіцитних матеріалів: польові шпати, каолін, буру, соду, барієві, стронцієві, цирконієві сполуки.