- •Механические процессы
- •Измельчение в промышленности строительных материалов
- •Закономерности процесса измельчения
- •Кинетика измельчения
- •Влияние среды на процесс измельчения
- •5. Методы измельчения в технологии строительных материалов
- •Дробление материалов
- •Помол материалов
- •Классификация материалов
- •7.1. Механическая классификация
- •7.2. Способы выражения зернового состава материалов
- •7.3. Условия прохождения зерна через сито
- •7.4. Способы грохочения
- •Принципы подбора зернового состава материалов
- •Выбор дробильно-помольного оборудования
Механические процессы
Измельчение в промышленности строительных материалов
Измельчение – процесс уменьшения размеров кусков твердых материалов путем преодоления внешней нагрузкой сил сцепления между частицами.
Измельчение в технологии строительных материалов – это последовательный ряд операций по уменьшению размеров кусков от начальных до конечных. Цель измельчения - получение продукта заданного зернового (гранулометрического) состава, конфигурации, удельной поверхности и с однородными свойствами (например, прочностью). Этот процесс является основным при подготовке сырья или переработке полуфабрикатов (например, помол клинкера при изготовлении цемента).
В зависимости от крупности конечного продукта в промышленности строительных материалов различают дробление и помол.
Дробление, в свою очередь подразделяют в зависимости от размеров получаемых кусков на:
Крупное – размер кусков 100 – 350 мм;
Среднее – размер кусков 40 –100 мм;
Мелкое – размер кусков 5 – 40 мм.
Помол в зависимости от размеров получаемых частиц подразделяю на:
Грубый – размер частиц 5 – 0,1 мм;
Тонкий – размер частиц 0,1 – 0,05 мм
Сверхтонкий – размер частиц < 0,05 мм.
Измельчение природного и искусственного сырья и разделение его по крупности на фракции является одним из основных процессов технологии строительных материалов. Он имеет важнейшее значение для обеспечения высокого качества изделий в связи с решающим влиянием зернового состава исходных материалов на их способность к уплотнению при формовании (или, наоборот, к разуплотнению при изготовлении пористых изделий). Зерновой состав исходный материалов оказывает существенное влияние на протекание физико-химических процессов твердения и спекания.
Твердый материал можно разрушить и измельчить до частиц заданного размера раздавливанием, ударом, истиранием, разламыванием, раскалыванием, взрывом и различными комбинациями этих методов (рис. 1).
Рис. 1. Способы измельчения материалов
Раздавливание (рис. 1, а) – тело под действием нагрузки деформируется по всему объему и, когда внутренние напряжения в нем превысят предел прочности сжатию, разрушается. В результате такого разрушения получают частицы различного размера и формы.
Удар (рис. 1, б) – тело распадается на части под действием динамической нагрузки. Различают разрушение тела стесненным и свободным ударом. При стесненном ударе тело разрушается между двумя рабочими органами измельчителя. Эффект такого разрушения зависит от кинетической энергии ударяющего тела. При свободном ударе разрушение тела наступает в результате его столкновения с рабочим органом измельчителя или другими телами в полете. Эффект такого разрушения определяется скоростью их столкновения независимо от того, движется разрушаемое тело или рабочий орган измельчителя.
Истирание (рис. 1, в) – тело измельчается под действием сжимающих, растягивающих и срезающих сил. При этом получают мелкий порошкообразный продукт.
Разламывание (рис. 1, г) – тело разрушается под действием изгибающих сил. Размеры и форма частиц такие же, как и при раздавливании.
Раскалывание (рис. 1, д) – тело разрушается в местах концентрации наибольших нагрузок, передаваемых клинообразными рабочими элементами измельчителя. Образующиеся при этом частицы более однородны по размерам и форме, хотя наблюдается, как и при раздавливании, непостоянство формы частиц. Этот способ позволяет регулировать крупность получаемых частиц.
В работе подавляющего большинства современных измельчителей используются раскалывание, раздавливание и удар, а также сочетание этих способов с разламыванием и истиранием.
Результат измельчения характеризуют степенью измельчения. Различают линейную i и объемную r степени измельчения:
, (12)
где dн и Vн – размер и объем кусков до измельчения; dк и Vк – размер и объем кусков после измельчения.
Степень измельчения определяют по размеру наибольшего куска.