Песок является одним из базовых материалов в строительной отрасли. Однако, его состав в естественном залегании зачастую не соответствует установленным техническим требованиям. Карьерный песок, как правило, содержит глинистые частицы, илистые фракции, органические включения и обломки пород, что ограничивает его применение в производстве бетонных смесей без дополнительной подготовки.
Мытый песок
В связи с этим технология промывки песка на местах добычи представляет значительный интерес для специалистов, отвечающих за соответствие материалов проектным нормативам.
Процесс промывки песка представляет собой многостадийную технологическую операцию, целью которой является сокращение содержания пылевидных и глинистых включений до регламентированных величин, как правило, в диапазоне 0,5–1 % от массы материала.
В отличие от механического грохочения, устраняющего лишь крупные примеси, гидравлическая обработка обеспечивает отделение тонкодисперсных частиц, покрывающих зерна песка и снижающих их сцепление с цементным вяжущим. Применяемое оборудование позволяет получать фракции с необходимым модулем крупности для различных областей применения.
Мытый песок представляет собой сыпучий строительный материал, который подвергается дополнительной водной обработке с целью удаления глинистых, пылевидных и органических включений.
В практическом аспекте данная технология означает, что исходное сырье, добытое в карьере или извлеченное из речного русла, последовательно пропускается через систему промывочного оборудования. В результате обработки в материале сохраняются только чистые зерна песка, соответствующие заданному гранулометрическому составу и калиброванному размеру фракций.
Мытый песок визуально выглядит, как сыпучий материал светлого однородного оттенка, лишенный бурых, рыжих или иных посторонних включений. В его массе отсутствуют комки глины, растительные остатки и слипшиеся гранулы, а структура характеризуется рассыпчатостью, при которой частицы отделены друг от друга.
При помещении пробы песка в стеклянный сосуд с водой жидкость практически не мутнеет, что свидетельствует о минимальном содержании мелкой пыли и илистых взвесей, а фракционный состав выглядит однородным, без заметных посторонних включений.
Необходимость очистки песка
Присутствие глинистых и пылевидных фракций в неочищенном песке приводит к образованию на поверхности зерен оболочки, препятствующей непосредственному контакту с цементным составом. Это обстоятельство отрицательно сказывается на проектной прочности бетона, поскольку глина не вступает в реакции гидратации и функционирует как инертный, но нежелательный компонент. В условиях увлажнения подобные включения могут набухать, создавая дополнительные внутренние напряжения, а в процессе высыхания способствовать возникновению микротрещин.
Органические соединения, нередко обнаруживаемые в поверхностных слоях отложений, могут инициировать коррозионные процессы в арматуре и влиять на кинетику схватывания смеси. Технология гидравлической очистки обеспечивает устранение как минеральных примесей, так и органических веществ, что придает материалу химическую инертность и приемлемые характеристики для длительной эксплуатации конструкций. Без данной обработки применение песка ограничено дорожными работами пониженных категорий, либо устройством временных насыпей.
Использование необработанного карьерного песка в производстве товарных бетонов классов выше В15 (М200) строительными регламентами не допускается ввиду необратимого снижения несущей способности элементов.
Помимо перечисленных факторов, следует учитывать возможное наличие естественных радионуклидов и водорастворимых солей. Промывка позволяет частично уменьшить концентрацию солей, однако, для полного устранения некоторых загрязнителей может потребоваться применение специальных химических добавок.
Технологический процесс, как моют песок в карьерах
Процесс добычи и подготовки песка начинается с удаления вскрышных пород — верхнего слоя, включающего почву, растительность и неперспективные отложения, перекрывающие полезное ископаемое. На следующем этапе с помощью экскаваторной техники, либо гидромеханизированных установок производится выемка песчаной массы, которая далее направляется на участок первичной переработки. На данном этапе материал представляет собой неоднородную смесь, подлежащую грубой и тонкой сепарации.
Первичная обработка, как правило, включает грохочение — разделение сырья по фракциям при помощи вибрационных сит. Крупные включения и валуны отделяются и направляются в отвал, либо на дробление, тогда как мелкая часть поступает на промывочный узел. В этом узле песок смешивается с водой, подаваемой под давлением, что обеспечивает разрушение глинистых агрегатов и выведение легких примесей в потоке жидкости.
Важное значение имеет организация водного хозяйства: промывочные комплексы потребляют значительные объемы воды. На современных карьерах реализуется оборотная схема водоснабжения, при которой вода после отстаивания в прудах-отстойниках возвращается в технологический цикл.
Такое решение позволяет сократить потребление ресурсов и предотвращает попадание сточных вод с взвешенными частицами в окружающую среду.
Оборудование для промывки
Выбор промывочного оборудования определяется характеристиками исходного сырья и планируемым объемом выпуска продукции. Основным агрегатом для интенсивной очистки выступает спиральный классификатор (спиральный лоток): внутри наклонного желоба установлена вращающаяся спираль, которая перемещает песок вверх против потока воды, тогда как легкие глинистые частицы выносятся сливом.
Данный метод эффективен при переработке песков с повышенным содержанием глины.
Для более тонкой очистки, в частности при необходимости удаления частиц размером менее 0,063 мм, применяются гидроциклоны. Их действие основано на центробежном принципе: суспензия подается в коническую камеру под давлением, при этом более тяжелые зерна песка отбрасываются к стенкам и опускаются в нижний сброс, а взвесь удаляется через верхний слив. Гидроциклоны нередко устанавливаются каскадом для повышения степени очистки.
Спиральные классификаторы отличаются простотой обслуживания и относительно невысокой стоимостью, однако в продукте может сохраняться до 2–3 % пылевидных фракций. Гидроциклоны обеспечивают остаточное содержание примесей на уровне 0,5–1 %, но требуют поддержания высокого давления в системе и применения более сложного насосного парка.
Наилучшие показатели достигаются при использовании комбинированных технологических линий.
Помимо перечисленного, применяются барабанные промывочные установки, в которых материал перемешивается с водой внутри вращающегося перфорированного барабана. Этот способ является более щадящим, не нарушает целостность зерен и позволяет сохранить их гранулометрический состав. Выбор конкретной схемы мытья песка определяется требуемым модулем крупности готового продукта.
Экологические аспекты
Промывка песка, помимо получения чистого материала, сопровождается образованием значительных объемов побочных продуктов: глинистого шлама и загрязненной воды. Сброс таких вод в природные водоемы без предварительной очистки запрещен природоохранными нормами. На современных предприятиях организуются каскадные шламонакопители, в которых вода отстаивается в течение расчетного времени.
В процессе отстаивания происходит осаждение твердых взвесей, после чего осветленная вода направляется обратно в производственный цикл. Накопленный шлам, как правило, вывозится для рекультивации нарушенных земель, либо используется в качестве сырья при производстве керамического кирпича и других строительных материалов пониженных марок. Экологическая безопасность работы карьера в значительной степени определяется эффективностью функционирования данных сооружений.
Несоблюдение требований к обращению с промывочными водами может повлечь административные санкции и приостановку деятельности предприятия. Необходим регулярный контроль состояния ограждающих дамб отстойников.
В зимний период эксплуатация промывочных комплексов нередко ограничивается вследствие возможного замерзания воды в трубопроводах и емкостях. В ряде случаев предприятия переходят на сухие способы обработки, либо применяют системы подогрева воды, что увеличивает себестоимость продукции. В северных регионах создание запасов мытого песка обычно производится в летне-осенний сезон.
Сферы применения намывного песка
Мытый песок, очищенный от глинистых и пылевидных примесей материал, находит применение в различных областях строительства и благоустройства.
- Производство бетона и ЖБИ. Используется, как качественный заполнитель для ответственных бетонных смесей, в том числе для высокопрочного бетона и железобетонных изделий (ЖБИ). Отсутствие глины обеспечивает прочность и долговечность конструкций.
- Производство строительных материалов. Мытый песок применяется при изготовлении силикатного кирпича, тротуарной плитки, бордюрного камня, а также сухих строительных смесей.
- Строительные и отделочные работы. Входит в состав кладочных и штукатурных растворов, смесей для стяжки пола. Однородность и чистота обеспечивают качество и предсказуемость свойств смесей.
- Дорожное строительство. Служит компонентом асфальтобетонных смесей, для устройства оснований дорожных покрытий, дренажных слоев и отсыпки, используется в зимнем содержании дорог.
- Ландшафтный дизайн и благоустройство. Применяется для отсыпки садовых дорожек, обустройства детских и спортивных площадок, создания дренажных систем, засыпки швов плитки. Обеспечивает дренаж и эстетичный вид.
Выбор определенного вида мытого песка определяется требуемыми характеристиками для конкретного вида работ.
На территории Великого Новгорода и Новгородской области купить мытый строительный песок вам поможет ГК «Земстрой-Н». Мы всегда подскажем, какой вид сыпучих нерудных материалов вам использовать для определенных задач.