آشنایی با سنگدانه‌های مناسب و اجرای کارگاه تولید مصالح بتن
آشنایی با سنگدانه‌های مناسب و اجرای کارگاه تولید مصالح بتن
از نظر اقتصادی مصرف هر چه بیشتر سنگدانه‌ها در بتن به صرفه خواهد بود و سعی در کم کردن مصرف سیمان از این طریق میسر می‌گردد که البته ارزشهای اقتصادی باید با انتظارات طرح از بتن در حالت تازه و سخت شده همخوانی‌های لازم را داشته باشد.
دانستن اینکه تعریف سنگدانه خوب کار ساده‌ای نیست از اهمیت خاصی برخوردار است. در این خصوص توضیح مختصر این است که هر چند تامین دانه‌های مرغوب و با کیفیت از اصول و ارکان دستیابی به بتن ایده‌آل محسوب می‌گردد. لیکن سنگدانه‌ها شاید خصوصیات نامناسبی را در برخی از آزمایشات از خود نمایان سازند اما به هنگام ترکیب با سیمان و شرکت در اختلاطهای بتنی ممکن است برخی از نقاط ضعف آنها اصلا نمایان نشود. به عنوان مثال برخی از دانه‌های سنگی ممکن است در یخبندان ناپایدار باشند ولی الزاما در بتن اینگونه نیست لذا جهت تکمیل اطلاعات باید عملکرد سنگدانه‌ها در بتن نیز از معیارهای ارزیابی محسوب گردد.
1) اهمیت تولید مصالح
در کارگاه‌های بتنی که تمام فعالیتها به نوعی در ارتباط با انجام عملیات بتن ریزی صورت می‌گیرد تولید سنگدانه‌های مرغوب و با کیفیت جهت مصرف در اختلاطهای بتنی از اهمیت فوق العاده‌ای برخوردار می‌باشد.
پرواضح است که مقادیر مقاومت فشاری نمونه‌های بتنی از گویاترین و مهمترین نمادهای کیفی عملیاتهای انبوه می‌باشد و این نماد یکی از بهترین شاخص های بهره برداری از مجموعه امکانات و استعدادهای موجود در کارگاه (از قبیل ماشین آلات- تجهیزات و نیروهای انسانی مجرب و ساده) محسوب می‌گردد که جهت دستیابی به این مهم کیفیت مصالح تولید شده فوق العاده حائز اهمیت خواهد بود. عمده‌ترین وظیفه ماسه شوئی تولید مصالح سنگی مرغوب جهت اجرای مقاطع بتنی با توجه به مشخصات فنی اسناد پیمان و آیین نامه‌ها و استانداردهای تدوین شده در خصوص کارهای بتنی می‌باشد. تغذیه ماسه شوئی و تولیدات آن در پروژه‌ها با توجه به معادن موجود در منطقه و نکات فنی و همچنین ارزیابی مسائل اقتصادی مرتبط با آن که معمولا در طراحی اولیه سازه توسط مشاور و کارفرما لحاظ گردیده است متفاوت می‌باشد.
با توجه به انجام آزمایشات اولیه (فیزیکی و شیمیایی) بر روی منابع قرضه در نظرگرفتن تجهیزات تولید و مصرف بتن و نیز لحاظ نمودن سایر نکات فنی طرح نوع سنگدانه‌های مصرفی(شکسته یا گردگوشه) و حداکثر سایز دانه‌ها مشخص شده و به پیمانکاران ابلاغ می‌گردد.
اهمیت مصالح سنگی و فعالیت‌های مرتبط با آن با اشاره به این نکته که بیش از 70 درصد اختلاطهای بتنی را مصالح سنگی تشکیل می‌دهند بیشتر نمایان می‌گردد.
2) سنگ شکن
در کارگاه‌های تولید مصالح بایستی عملا بتوان تمامی سنگهای استخراج شده با ابعاد و اندازه‌های نسبتا بزرگ را به اندازه‌های قابل استفاده در بتن تبدیل نمود دستیابی به این نیاز از طریق بکارگیری انواع سنگ شکن امکان پذیر می‌گردد.
از مهمترین مواردیکه توجه به آنها در انتخاب سنگ شکن‌ها حائز اهمیت می‌باشد عبارتند از:
1- سنگ شکن باید توانایی لازم جهت خردنمودن حداکثر سایز دانه‌هایی که به عنوان خوراک به دستگاه وارد خواهند شد را داشته باشد (خرد نمودن مناسب مصالح درشت دانه).
2- ورود دانه‌های ریز در مصالح سنگی نباید باعث گیرکردن و کاهش راندمان سنگ شکن گردد.
3- ظرفیت سنگ شکن در خرد نمودن احجام مصالح باید متناسب با بار وارده انتخاب گردد به عبارت دیگر هر چه انتظار تولید مصالح افزایش باید سنگ شکن مجهزتر و قویِ‌تری باید در مسیر خط تولید نصب گردد.
از نکات مهم در بهره برداری از سنگ شکن‌ها بررسی عملکرد سنگ شکن بر روی مصالح خاص منطقه و ارزیابی کیفیت محصول تولیدی می‌باشد و در هر سیستم بیشترین تحقیق در راستای یافتن خصوصیات خروجی دستگاه انجام می‌پذیرد.پرواضح است که تولید قطعات مکعبی و چند وجهی نسبت به دانه‌های دراز و ریز( پولکی) جهت استفاده در اختلاطهای بتنی ارجحیت دارد زیرا دانه‌های مکعبی تخلخل کمتری داشته و همچنین کمتر بودن سطح مخصوص آنها سبب کاهش نیاز این دانه‌ها به آب و ملات ماسه و سیمان خواهد شد.
موم متخصصین معتقدند که سنگ شکن‌هایی که برای شکستن سنگ از ضربه زدن استفاده می‌کنند مانند سنگ شکن‌های چکشی یا ضربه‌ای نسبت به سنگ شکن‌هایی که از فشار برای خرد کردن بهره می‌برند نظیر سنگ شکن‌های فکی محصول مکعبی‌تری را فراهم می‌نمایند.توجه به این نکته ضروریست که بعضا کیفیت محصول تولیدی ارتباطی به سنگ شکن نداشته و فقط به خصوصیات خوراک (ورودی) دستگاه مرتبط می‌باشد.مثلا سنگهای ورقه‌ای نازک در امتداد لایه می‌شکنند و این امر به نوع سنگ شکن ارتباطی ندارد.
4- ماشین آلات خط تولید
در مونتاژ قطعات ماسه شوئی دو طرح اجرا می‌شود:
الف – طرح قدیم که دارای قسمتهای ذیل می‌باشد:
سیلو – ویبره بدنه - مخزن سیلو- فیدر- نوارمادر- سرندها – نوار نقاله – دوش آب – ماسه شور
ب – طرح جدید:
در طرح جدید ماسه شوئی علاوه بر وجود تجهیزات فوق پس از نوار مادر یک اسکرابر و یک سرند دیگر با وسایل جانبی مرتبط به سیستم اضافه می‌شود و این امکان میسر می‌گردد که پس از عبور مصالح ریزدانه (0-5 mm) از سرند زیرین مصالح درشت دانه از روی سرند فوقانی توسط تسمه نقاله وارد استوانه فلزی در حال چرخش (اسکرابر) می‌گردد و با شستشوی سنگدانه‌ها و حذف چسبندگی بین آنها کیفیت مصالح افزایش می‌یابد. پس از خروج مصالح از اسکرابر با شستشوی مجدد سنگدانه‌ها درصد تمیزی مصالح حداکثر شده و با حذف رس از چسبندگی بین دانه‌ها و افت کیفیت مصالح سنگی جلوگیری می‌نمائیم.
نکته: دستگاه‌های ماسه شوئی در زمان بارندگی قادر به کارکردن نمی‌باشند ولی بنابر ضرورت می‌توان محیط غلتکها را بوسیله جوش آجدار نموده تا رولیکهای خیس شده با نوار نقاله‌ها درگیری بیشتری داشته و بدین طریق در زمانهای بارندگی نیز بتوان از دستگاه‌ها استفاده کرد که البته این کار عیوبی را در دستگاه نمایان خواهد ساخت که اهم آن کم شدن عمر نوار نقاله‌ها و وارد شدن فشار بیشتر به الکتروموتورها و دیگر قوای محرک می‌باشد.
پیشنهاد: با توجه به موارد فوق و بالا رفتن هزینه تعمیرات در سیستم می‌باشد و الزام افت راندمان در شرایط بارندگی و الزام رعایت ایمنی بیشتر خاموش بودن دستگاه‌ها در زمان بارندگی منطقی‌تر و به صرفه خواهد بود.
انتخاب مکان نحوه استقرار و مونتاژکردن دستگاه‌های ماسه شوئی به عوامل ذیل وابسته است:
الف – محل احداث (به لحاظ ابعاد و مساحت تمام شده)
ب – دسترسی به معادن و منابع قرضه جهت تولید مصالح مرغوب
ج – امکان تامین آب مورد نیاز جهت تولید مصالح مرغوب
د – امکان تامین برق مورد نیاز
و – کیفیت معادن مورد بهره برداری
نوع محصولی که آزمایشگاه برای تولید بتن از ماسه شوئی می‌خواهد فاکتور اصلی انتخاب دستگاه‌ها نوع سرند تعداد سرند تعداد تسمه نقاله‌ها نوع ماسه شور اضافه کردن فیلرها به ماسه شورها و بسیاری موارد دیگر می‌باشد.شرح مختصری از عملکرد قسمتهای تشکیل دهنده ماسه شوئی به قرار زیر می‌باشد:
1- سیلو
سیلو مکان ذخیره مصالح سنگی می‌باشد که شامل پایه‌ها و پدستالها بوده و این مکان بدلیل دور بودن منابع اصلی برای این منظور طراحی می‌شود که مصالح بطور پیوسته در مدار سرند کردن باشد و تسمه نقاله از مصالح خالی نماند و حجم مصالح خارج شده از دریچه زیرین سیلو باید متناسب با توان و قدرت تسمه حمل و انتقال آنها به سرندها باشد. لازم به ذکر است که سرعت تخلیه مصالح تا رسیدن کامیون حمل مصالح بعدی تنظیم می شود تا سیلو بدن مصالح نباشد. سیلو شامل پنج بخش اصلی است:
سرند استاتیک – مخزن سیلو- شوت اوت OVER SIZE – ویبره بدنه سیلو – فیدر
1-1-سرند استاتیک
هدف از تعبیه این سرند حذف سنگدانه های درشتی است که ورود آنها به سیستم ماسه شوئی نه تنها مفید نمی باشد بلکه علاوه بر هرز دادن بخش از انرژی مکانیکی دستگاه،در مسیر حرکت خود صدمات و خسارتی را نیز به سیستم وارد می نماید. این سرند در واقع درشت ترین چشمه ها و منافذ عبوری را در کل سیستم تولید مصالح دارا می باشد، لذا سنگدانه های مانده روی این الک(سرند) مصالح اوتی محسوب می شوند و با عبور مصالح سنگی از این فیلتر در همان ابتدا بخش عمده ای از سنگدانه های غیر قابل قبول از مصالح مرغوب جدا می شوند.
با توجه به اینکه بار کمپرسی ها و احتمالاً دامپ تراکهای حاوی مخلوطهای سنگی مستقیماً بر روی سرند مذکور تخلیه می شوند تار و پود این سرند را از آهن آلت و پروفیل های مقاوم انتخاب می نمایند. سرند استاتیک با شیب ملایمی نسبت به افق نصب می گردد تا مصالح تخلیه شونده فشار زیادی به اجزا سرند (پروفیل آهنی) وارد ننموده و درشت دانه های مانده روی الک نیز به راحتی به محل شوت اوت هدایت شوند.
1-2- مخزن سیلو
مخزن سیلو جایگاهی است جهت انباشته موقت مصالح سنگی، به عبارت دیگر مخلوطهایی که از سرند استاتیک عبور می نماین و باید عملیات دانه بندی بر روی آنها انجام گیرد بصورت موقت در این محل دپو می شوند.
با توجه به خروج دائمی مصالح از دریچه زیرین مخزن بر روی تسمه نقاله مادر، این دپو همانند یک ساعت شنی در حال حرکت بوده و وضعیت ثابتی ندارد. ظرفیت هر یک از این سیلوها معمولاًچند برابر حجم ماشین آلات (کمپرسیها) تخلیه شونده بر رئی سرندهای استاتیک می باشد. با توجه به اینکه عامل حرکت مصالح و خروج سنگدانه ها از دریچه زیرین مخزن، ویبره بدن نصب شده بر روی سیلو می باشد،توقف ماسه شوئی تخلیه بار در مخازن جایز نمی باشد. بنابراین همانطوریکه گفته شد مصالح در این مخازن توقف طولانی نداشته و همزمان با تخلیه مصالح در این سیلوها، خروج آنها از دریچه زیرن مخزن، بر روی تسمه نقاله ای که مخلوطهای سنگی را جهت دانه بندی به سرندهای ریزتر هدایت می نمایند آغاز می گردد.
1-3- شوت اوت (OVER SIZE)
در انتهای پروفیل های آهنی مشبکی که بعنوان سرند استاتیک بصورت شیبدار بر روی مخزن سیلو نصب شده اند دو عدد شوت جانبی تعبیه شده است که OVER SIZE های غلطان روی سرند را از مسیر عملیات خارج نموده و به دو طرف دستگاه هدایت می نمایند.
محل خروجی شوتها در دو وجه جانبی سیلوها باید دارای فضای کافی به منظور بارگیری
قلوه سنگهای اوتی باشند و معمولاً هر چند روز یکبار که البته نرم زمانی آن بیشتر به حجم تولید مصالح و کیفیت مصالح در معادن مرتبط می باشد، OVER SIZE ها بارگیری و اوت خواهند شد.
اپراتورهای ماشین آلات بارگیری کننده خوراک ماسه شویی از ضربه ها وخسارتی که بلدرها و سنگهای درشت می توانند به سرند استاتیک و شوتها وارد نمایند. کاملاً آگاهی داشته و به هنگام بارگیری مخلوطهای طبیعی از معادن و منابع قرضه دقت دارند که حتی المقدور از بارگیری سنگهای درشت اجتناب نمایند. ضربه های وارده به دیوارهای جانبی و نگهدارنده شوتها،همچنین شکم دادن ورقه های فلزی سیلو و شکست جوشهای بین قطعات از عوارض جانبی سنگهای درشت محسوب می گردد.
1-4- ويبره بدنه
در كنار بدنه سيلو دو محفظه استوانه‌اي شكل وجود دارد كه وظيفه لرزاندن بدنه را برعهده دارند. اين كار به اين منظور انجام مي گيرد تا مصالح خيس و ريزدانه چسبيده به جداره ها جدا شوند، كه با توجه به نوع مصالح درخواستي و عدم ضروري بودن وجود آن ، اين بخش از سيستم حذف شده است.
1-5- فيدر
در انتهاي مخزن سيلو ، دريچه اي جهت خروج مصالح بر روي تسمه نقاله هادي سرندها تعبيه شده كه با بالا و پايين بردن اين دريچه مقدار خروجي مخزن كه در واقع همان بار روي تسمه نقاله مادر مي باشد تنظيم مي گردد، اين دريچه فيدر ناميده مي شود.
در نظر گرفته ظرفيت تسمه نقاله مادر، توان الكتريكي و مكانيكي تجهيزات و همچنين فاصله رفت و برگشت كاميونهايي كه وظيفه تامين مجدد خوارك مخزن را به عهده دارند از عوامل موثر در تنظيم حجم مصالح خروجي از دريچه مذكور مي باشند. سرعت خروج مصالح بر روي تسمه نقاله ها بايد چنان اختيار شود كه با توجه به مدت زمان رفت و برگشت كمپرسيهاي تامين كننده خوراك ماسه شويي توقف در فعاليت بدليل اتمام ذخيره سيلو حاصل نگردد و يا بواسطه ذخيره بيش از حد بار در سيلو ، اصطلاحا دستگاه خفه نكند .بعداز عبور مصالح از سيلو، عمليات تخليه مصالح و هدايت آنها به سمت نوار نقاله و در نهايت به سرند 1 صورت مي گيرد.
نكته: توضيحي كه بايد در اين بخش داده شود اينست كه از اين قسمت به بعد سيستم ماشه شوئي قديم و جديد باهم تفاوت دارد وهمانطور كه قبلاً توضيح داده شد تفاوت آنها در اينست كه در سيستم جديد يك سرند و يك اسكرابر و دوش آب روي سرند به منظور شسته شده رس موجود بين دانه ها،اضافه شده است كه به دليل كاملتر بودن سيستم جديد، در ادامه به شرح آن پرداخته مي شود.
دانه بندي مصالح
هنگاميكه فعاليتهاي مهندسي پيرامون عمليات خاكي و بتني در بناها و سازه هاي مختلف در حال پيگيري و انجام مي باشد و يا اطلاعات مرتبط با آن مورد بحث و بررسي قرار مي گيرد؛ سعي مي گردد حالات و ويژگيهاي خاكها را با اصلاحاتي چون شن و ماسه (درشت دانه) لاي و رس (ريز دانه)و يا تركيبي از آنها بيان نمايند.
اغلب خاكهاي طبيعي شامل مخلوطي از دو يا چند جزء از مصالح فوق بوده و بسياري از آنها شامل مقداري مواد آلي نيز مي باشند.
با گسترش اطلاعات در ارتباط با خاكها،طبقه بندي هايي در راستاي بيان ويژگيهاي سازنده و مخرب تركيبات گوناگون خاك براي كاربرد در سازه هاي مختلف صورت پذيرفته و دستيابي به مقاصد متفاوت در سازه هاي مهندسي مانند سدها، جاده ها، خاكريزها، فرودگاه و ... از طريق اين طلاعات پيگيري مي گردد.
يكي از كاربردي ترين روش ها براي بدست آوردن برخي از ويژگيهاي مهم خاك داشتن اطلاعات در خصوص ابعاد و اندازه دانه هاست. دانه بندي خاكها و يافتن مشخصاتي در ارتباط با توزيع اندازه ذرات خاك در پروژه هاي عمراني (مهندسي) جهت پيش بيني رفتار خاك در مقابل عوامل طبيعي و غير طبيعي بسيار مفيد مي باشد.
بخش بزرگي از اين اطلاعات از طريق جداسازي و دانه بندي قسمت درشت دانه خاك (اجزاء بزرگتر از 0/075 ميلي متر) توسط الكهاي آزمايشگاهي قابل حصول بوده و اطلاعات تكميلي در ارتباط با مشخص نمودن ابعاد و اندازه ذرات بسيار ريز با دانه بندي به روش هيدرومتري معين مي گردد.
الكهايي كه جهت دانه بندي خاكها به كار مي روند اندازه هاي مختلفي دارند و بر حسب ميلي متريا شماره الك مشخص مي شوند و ابعاد و انداغزه سوراخهاي الك با توجه به اينكه در انجام آزمايش دانه بندي چه استانداردي را ملاك عمل قرار داده ايم مشخص مي گردد.(جدول شماره 6 و شماره گذاري الكها بر اساس استاندارهاي آمريكائي و انگليستي مورد مقايسه قرار گرفته اند.)
در اين نگارش و در پروژه هاي عمراني كشور انجام آزمايش دانه بندي بااستفاد از سيستم الكهاي آمريكائي و محاسبات مربوط بر اساس ASTM صورت مي پذيرد.
نتيجه آزمايش دانه بندي خاك معمولاً بصورت منحني دانه بندي بر روي جدوالي كه بصورت نيمه لگاريتمي تنظينم شده ترسيم مي گردد كه محورهاي افقي نشان دهنده اندازه دانه ها و محورهاي قايم معرف درصدهاي وزني ذرات مي باشند منحني هاي دانه بندي حاوي اطلاعات گرانبهايي از خاك بوده ودر
پيش بيني بسياري از خصوصيات خاك مفقيد مي باشند كه بحث و بررسي تخصصي در اين خصوص با موضوع اين نگارش خيلي مرتبط نمي باشد. بطور كلي اطلاعات حاصل از اين آزمايش براي پيش بيني حركت آب در خاك، ميزان نفوذپذيري خاك، حساسيت خاك در مقابل يخزدگي و رفتار خاك در آب ، خاصيبت مويينگي ، استفاده به عنوان فيلتر ، زهكش ، ارائه طرحاي اختلاط بتن و... مفيد است.
6- سرند كردن و طبقه بندي مصالح
مصارف و نيازهاي تعيين شده در پروژه ها، زيربناي مشخص نمودن اندازه ها و ابعاد سنگدانه ها مي باشد. چنانچه كارگاه توليد مصالح به منظور تامين سنگدانه هاي مصرفي در اختلاطهاي بتني فعاليت نمايد ، با توجه به طرحهاي اختلاط ، ابعاد و اندازه دانه ها مشخص مي شوند.
توليد دانه هاي سنگي با ابعاد مشخص از طريق سرند نمودن مصالح خام صورت مي پذيرد. سرند كردن سنگدانه ها در واقع عمل دسته بندي مصالح سنگي خام به ابعات و اندازه هاي مشخص مي باشد.
در اين فرايند واژه سرند كردن به تهيه و دسته بندي درشت دانه ها اطلاق مي گردد و درشت دانه ها با توجه به آيين نامه ها واستانداردها سنگدانه هاي بزرگتر از 2mm (مانده روي الك نمره 10) مي باشند و مصالح گذرنده از اين الك (كوچكتر از 2mm ) ريز دانه محسوب مي شوند.
آيين نامه آمريكا الك نمره 10(2mm) و آيين نامه انگلستان الك نمره 8(2/075 mm) را معيار تشخيص شن و ماسه مي دانند. بدين ترتيب كه مصالح گذرنده از الكهاي فوق، ماسه و مانده روي اين الكها شن محسوب مي شوند.
جداسازي و دسته بندي دانه هاي سنگي درشت از طريق عبور مصالح خام از روي سرندهاي مختلفي كه قطر سوراخ يا ابعاد چشمه هاي آنها به ترتيب در طبقات فوقاني بزرگتر و در طبقات زيرين كوچكتر مي باشند امكان پذير مي گردد. لذا توليد كننده مي تواند قطر سوراخها و تعداد طبقات سرندها را به گونه اي تنظيم كند كه دانه بندي موردنظر را حاصل نمايد.
علاوه بر متغير بودن قطر سوراخ ها و ابعاد و اندازه چشمه ها ، شكل ظاهري سرندها نيز با چشمه هاي مربعي، لوزي شكل و يا مستطيلي از همديگر تفكيك مي شوند. جداسازي و دسته بندي ذرات ريز با استفاده از سرندها(الك ) به كارهاي آزمايشگاهي محدود مي گردد و در كارگاه هاي توليد مصالح پس از حذف چند مرحله اي دانه هاي درشت (از طريق عبور مصالح از سرندهاي طبقه بندي شده)، ريزدانه ها در آخرين مرحله (طبقه) تقريباً بطور كامل توسط ابزار طبقه بندي كننده هيدروليكي از برترين سرند عبور نموده و تحت عنوان ماسه جدا مي شوند(در آخرين مرحله از طبقه بندي مصالح عبور ريز دانه ها از سوراخهاي سرند با مقادير بسيار زياد آب ميسر مي گردد كه دسته بندي ذرات به اين روش طبقه بندي هيدروليكي ناميده مي شود .
اين جداسازي آخرين مرحله عمليات محسوب مي گردد و پس از تفكيك كلي بخش ريزدانه از مصالح درشت، اين مصالح جهت مصرف به محل بهره برداي انتقال مي يابند و دانه بندي ريزدانه ها به ابعاد و اندازه هاي مختلف همانند فرايندي كه در ارتباط با دانه بندي درشت دانه ها(شن) مورد بحث قرار گرفت عملاً وجود نداشته و دسته بندي انبوه ذرات مختلف ريزدانه در انجام عملياتهاي عمراني نيز خيلي حائز اهميت نمي باشد.
عدم دانه بندي و تفكيك ريزدانه ها در كارگاه هاي توليد مصالح هرگز به فاقد اهميت بودن توزيع اندازه ذرات مرتبط نبوده بلكه در برخي از موارد درصد اجزا تشكيل دهنده اين مصالح از فاكتورهاي انحصاري تعيين كيفيت در عملياتهاي مختلف محسوب مي گردد و خارج شدن درصد برخي از اين اجزا از محدودهاي مجاز مي تواند سبب بروز مشكل و يا توقف در عمليات گردد.
نسبت ماسه به دانه هاي ريز (سيلت و روس)، يك عامل مهم در عمليات خاكي و ساختماني مي باشد باعث پايين آمدن درصد آب بهينه و رسيدن سريعتر خاك به حداكثر تراكم مي گردد. در انجام عمليات آسفالت نيز درصد بالاي ريزدانه موجب بروز مشكلات اجرايي شده و در نهايت باعث سست شدن و از وا رفتن آسفالت زير بارهاي وارده خواهد شد.
در ارتباط با اختلاطهاي بتني نيز نسبت به ريزدانه ها (سيلت و رس) به ماسه بسيار حائز اهميت بوده و در مراحل مختلف عمليات، از ساخت بتن تا كيفيت سازه مرد بهره برداري تائيرات خود را نمايان مي سازد كه از آن جمله مي توان به ارتباط ريزدانه ها وميزان آب مصرفي در ساخت اختلاطهاي بتني و وزن مخصوص بتن تازه و نيز نقش ويژه ريزدانه ها در راستاي دستيابي به مقاومتهاي مكانيكي بتن، نفوذپذيري و دوام بتن در برابر هوازدگي اشاره نمود.مطالب فوق بيانگر حائز اهميت بودن اجزا تشكيل دهنده بخش ريزدانه و ضرورت توجه توليد كننده به مشخصات فني وحساسيتهاي مصرف كننده در عملياتها مختلف مي باشد. بايد توجه داشت كه هر چند بحث و بررسي پيرامون مطالب فوق و مشخص نمودن كيفيت محصول توليدي در كارگاه توليد مصالح عملاً امكان پذير نمي باشد و اين موضوع از طريق دسته بندي ذرات در ابعاد و اندازه هاي مختلف توسط الكهاي آزمايشگاهي محقق مي گردد. ليكن دستيالي به اهداف موردنظر از طريق تنظيم و كاليبره نمودن سيستم توليد مصالح امكان پذير مي باشد و بايد در ماسه شويي كارگاه دنبال گردد.
7- شستشوي مصالح
در كارگاه هاي توليد مصالح عموماً عمل دسته بندي و جداسازي سنگدانه ها به اندازه هاي مختلف از طريق سرند كردن با مصرف مقادير زياد آب همره مي باشد كه استفاده از آب مي تواند مزايا و امتيازات ذيل را داشته باشد:
1- زدودن اندود چسبنده نامطلوب همانند رس، سيلت و يا گردو غبار .
2- لغزنده كردن سنگدانه ها جهت تسريع در عمليات و افزايش راندمان.
3- كاهش گردو غبار ناشي از سرند كردن به روش خشك .
4- طبقه بندي و جداسازي دانه هاي ريز(ماسه)
پرواضح است كه چنانچه مصالح سنگي جهت اجراي مقاطع بتن ريزي جداسازي و طبقه بندي مي شوند دانه هاي توليد شده بايد الزامات تدوين شده در مشخصات فني سازه مورد نظر را تامين نموده و درصد كثيفي مصالح در محدوده هاي مجاز (مطابق رويدادهاي تعريف شده )قرار گيرد. به عبارت ديگر در برخي از موارد با توجه به نقش سنگدانه هاي مرغوب و با كيفيت شستشوي مصالح اجباري است.
در كارگاه هاي توليد مصالح شستشوي سنگدانه ها به دو روش ذيل انجام مي گيرد:
الف)شستشوي مصالح با استفاده از دوشهاي آب مستقر بر روي سرندها:
در اين روش ، آب سوراخهاي تعبيه شده بر روي لوله هاي مشرف به سرندها جاري گرديده و جريان پرفشار سيال سنگدانه هاي لزراني را كه در مسير دانه بندي بر روي سرندها سابيده مي شوند تميز
مي نمايد. درصد تميزي مصالح پس از عبور از اين مرحله به نوع و ميزان آغشتگي و همچنين حجم و فشار آب بستگي دارد از معايب و نارسائيهاي مهم اين روش اين است كه برخي از آغشتگي ها و چسبندگي هاي بسيار قوي با افزايش ميزان شدت فشار آب و يا تكرار عمليات شستشو برطرف نمي شوند در اينگونه موارد جهت تكميل شستشو و دستيابي به تميزي بيشتر بايد از روش دوم (ساينده هاي آبي) استفاده نمود.
ب) شستشوي مصالح با استفاده از ساينده هاي آبي (Scrubber):
هنگاميكه اندود رس و يا ساير آغشتگي ها بر سطح سنگدانه ها بصورت قوي تر چسبيد و گيرش نموده اند و با شستشو به روش فوق نمي توان قابليت هاي كيفي لازم را در مصالح ايجاد نمود مخزن استوانه اي دواري كه حول محور افقي و يا زاويه انحراف بسيار كم نسبت به افق دوران مي نمايد در مسير توليد قرار مي گيرد تا مصالح سنگي به همراه مقدار زيادي آب از يك طرف به درون آن ريخته شده و به واسطه
پره هاي جهت داري كه درون مخزن استوانه اي تعبيه شده اند سنگدانه ها تا حد معيني بالا رفته كه در هر دور(چرخش) مصالح درون آب فرو مي ريزند. در اين فعاليت همواره بخشي از مصالح بر روي همديگر و سايش آنها بر جداره فلزي استوانه مي گردد و بخش ديگر مصالح كه به واسطه وجود پره ها و نيروي گريز از مركر تمايل دارند هناهنگ با حركت دوراني مخزن به حركت خود بر روي جداره استوانه به طرف نيمه بالا ادامه دهند تحت نيروي وزن خود از بالا به پايين فرو ريخته و مصالح را به شدت به هم مي زنند و بدين ترتيب ذرات ريز و ساير آغشتگي هاي سطحي جدا شد و درون آب معلق يا ته نشني مي شوند. لازم به ذكر است كه وجود پره ها تاثير بيشتر آب و شستشوي بهتر مصالح را نيز سبب مي گرند. پس از شستشوي مصالح درون اسكرابر و جدا نمودن اندود چسبند نامطلوب از سطح دانه بندي شده اي كه دوشهاي آبي بر روي آنها نصب شده اند هدايت مي شوند و همانگونه كه در قبل توضيح داد شد دانه بندي مي شوند.
8- مشخصات فني
رس و ذرات بسيار ريز معمولا بصورت اندودي سطح دانه ها را پوشانده و تاثير نامطلوب خود را در محل چسبندگي دانه ها به خمير سيمان ظاهر مي سازند گاه گرد و غبار ناشي از شكستن سنگها در سنگ شكن نيز چنين مشكلاتي را سبب مي شوند همچنين اين ريزدانه ها با سطح مخصوص بسيار بالا جهت مرطوب شدن نياز به آب بيشتري داشته و باعث افزايش مصرف آب در اختلاط مي گردند. با توجه به مشكلات فوق استانداردها جهت ساخت بتن مقادير مجاز دانه هاي ريز (رس و لاي) را در شن و ماسه مصرفي محدود مي نمايند. استاندارد ASTMC33-84 ريزدانه هاي آغشته به مصالح را در محدوده زير مجاز مي داند:
-در بتن هاي تحت فرسايش، مقدار مواد كوچكتر از 75 ميكرون (عبوري از الك نمره 200 آزمايشگاه %0/75 ميلي متر) تا 3 درصد وزن ماسه مجاز مي باشد. در ساير بتن ها مقادير فوق تا 5 درصد نيز مجاز مي باشد.
- در مصالح درشت دانه (شن) ريزدانه هاي مطلوب فوق تا يك درصد براي همه بتن ها مجاز گرديده است.
نكات فني در عمليات سرند كردن مصالح سنگي:
1- در جداسازي و دانه بندي سنگدانه ها بايستي به تمام ذرات فرصت عبور داده شود، سنگدانه هايي با شكل نامنظم (ميله اي) بايستي فرصت عبور از سرند را در جهت كمترين بعد خود پيدا نمايند. (اين فرصت به واسطه طول و شيب سرند و ميزان ارتعاش دستگاه ايجاد مي گردد.)
2- در عمل سرند كردن غلتيدن ذرات مد نظر مي باشد. لذا چنانچه سرند بيش از حد لرزانده شود يا شيب آن خيلي زياد باشد سنگ دانه ها به جاي عبور از سرند بالا و پايين مي پرند.
3- در عمل سرند كردن چنانچه لرزش سرندها به اندازه كافي نباشد و بار روي سرندها از حد معيني تجاوز نمايد سرند كور خواهد شد يعني چشم هاي آن با ذراتي كه اندكي بزرگتر از سوراخهاست مسدود مي گردد.
4- سرند كردن مصالح طبيعي و گرد گوشه (كروي)ساده تر از سنگدانه هاي شكسته تيز گوشه مي باشند.
5- نرخ سرند كردن (سرعت عمليات بر حسب تن در ساعت) براي مصالحي كه داراي ابعاد و اندازهاي مختلف مي باشند بيشتر است از مصالحي كه پيوستگي و فشردگي نسبتاً زياد دارند.
به عنوان مثال : سرعت عمليات در دانه بندي و جداسازي دانه ها كه حدوداً 90% عبوري مي باشند بسيار بيشتر از جداسازي ذراتي است كه 10% عبور مي نمايند.
6- مصالح مرطوب خصوصاً شن(ريزدانه) راحت تر از مصالح خشكل سرند مي شوند.
9- ماسه شور
1- ماسه شور قاشقي : اين نوع ماسه شور از يك توربين بزرگ فلزي ساخته شده است كه آب و ماسه رابصورت دوارني حمل نموده و به داخل حوضچه مخصوص شستشو و يا در صورت لزوم جداسازي منتقل مي كند در انتهاي ماسه شور نوار نقاله اي قرار گرفته است كه ماسه توليد شد را به دپو حمل مي نمايد و در ماسه شوئي كارگاه مورد استفاده قرار مي گيرد.
مصالح ريزدانه پس از شسته شدن به درون قاشقي ها هدايت مي شوند. قاشقي ها از ورق مشبك 5-0 تشكيل شده است كه ريزدانه هاي شسته شده از سرند در حوضچه انباشته شده و با چرخيدن قاشقي روي توري بجا مي ماند و نهايتاً دانه هاي ريزتر متوسط فشار آب شسته و از طريق پساب داخل حوضچه، به فاضلاب انتقال پيدا مي كنند.
ذرات ريز (با ابعاد و اندازه هايي در محدوده پ1-0 ميلي متر ) معمولاً در كف حوضچه ته نشين شده و زمانيكه حجم اين مصالح از ميزان مشخص بيشتر مي گردد با توجه به فشار آب وارده به قاشقي و سرعت چرخش دستگاه در آب معلق شده و بعنوان فاضلاب از خروجي دستگاه خارج مي شوند در واقع در اين مجموعه رس از دانه هاي ريز ماسه جدا شد و درصد تميزي ماسه افزايش مي يابد مي توان يك فيلر گير به ماسه شور اضافه كرده و ماسه هاي بسيار ريز را از آب جدا نموده و مورداستفاد قرار داد كه اين نوع ماسه، ماسه بادي ناميده مي شود. البته در محصول دانه هاي ريز تر نيز وجود دارد و فقط دانه هايي كه نسبت به فشار آب مقاومت كمتري دارند با آن شسته مي شوند.
بنابراين تنظيم فشار آب وارده به ماسه شور از مهمترين نكات فني توليد ريزدانه ها محسول مي گرددلازم به ذكر است كه ماسه بدست آمده از طريق نوار نقاله و خروجي قاشقي به محل دپو منتقل مي شود.
2- نوار نقاله : تقريباً در تمام كارگاه هاي توليد مصالح، نوار نقاله ها وظيفه حمل و انتقال مصالح را عهده دار مي باشند. نوار نقاله ها مي توانند به راحتي مصالح را به سمت بالا و پايين يا به صورت افقي حمل نمايند . حمل و انتقال مناسب مصالح با زواياي مناسب حمل كمتر از 20 درجه (نسبت به افق) صورت مي پذيرد . افزايش زاويه نوار نقاله ها غلتيدن سنگدانه ها را به پائين نوار افزايش خواهد داد . البته غلتيدن مصالح بر روي تسمه نقاله هاي حامل صرفا وابسته به زاويه انتقال مصالح نبوده و پايداري دانه ها بر روي نوار نقاله هاي شيبدار به شكل دانه ها (شكسته يا طبيعي بودن آنها) و ابعاد و اندازه آنها بستگي دارد (زواياي بيشتر موجب غلتيدن سنگ هاي بزرگتر به پائين نوار خواهند شد).
3- نوار مادر:نوار مادر از يك تسمه به عرض 60 سانتيمتر تشكيل شده است كه وظيفه انتقال مصالح از اسكرابر را به سرند 2 بر عهده دارد. جنس نوار از سه لايه يخ بافته شده و 4 لايه پلاستيك فشرد تشكيل شده است.نكته :در شكل شماره 29 تجمع مخلوط دانه بندي در دهانه اسكرابر و برگشت مصالح به داخل اسكرابر كاملاً واضح است . اين مساله به دليل كم بودن سرعت نوار نقاله نسبت به سرعت اسكرابر و شيب زياد آن است كه عدم توانايي نوار نقاله براي منتقل كردن مصالح شسته شده به داخل سرند را نشان مي دهد. البته يكي از معايب سيستم اينست كه با توجه به شيب طبيعي زمين حتي امكان افقي كردن نوار نقاله نيز وجود داشته است. لازم به ذكر است كه استفاده از نوار 80 سانتيمتر بجاي نوار 60 سانتيمتر براي بالا بردن ظرفيت انتقال ، مناسب مي باشد.در مواردي كه مصالح خيس است بجاي استفاده از روليك هاي فلزي در نوارها بايد از روليك هاي روكش پلاستيكي استفاده شود.
گرد آورنده: محمد مهدی مالکی