ОДМ 218.8.8.002-2021. Отраслевой дорожный методический документ. Рекомендации по переработке цементобетонных покрытий и железобетонных элементов обустройства автомобильных дорог с использованием дробильных и просеивающих ковшей

(издан на основании Распоряжения Росавтодора от 04.06.2021 № 2141-р)

Издан на основании Распоряжения Федерального дорожного агентства от 4 июня 2021 г. № 2141-р

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОБУСТРОЙСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРОБИЛЬНЫХ И ПРОСЕИВАЮЩИХ КОВШЕЙ

ОДМ 218.8.8.002-2021

ОКС 93.080.01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН обществом с ограниченной ответственностью «Корпорация Дорожное и Промышленное Строительство» (ООО «Корпорация ДорПромСтрой») совместно с акционерным обществом «Научно-исследовательский институт мостов и дефектоскопии» (АО «НИИ мостов»), обществом с ограниченной ответственностью «Завод ковшей СПб» (ООО «Завод ковшей СПб»).

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований, информационных технологий и хозяйственного обеспечения Федерального дорожного агентства.

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 04.06.2021 № 2141-р.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1 Область применения

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее — методический документ) распространяется на переработку цементобетонных покрытий и различных бетонных и железобетонных элементов обустройства автомобильных дорог с использованием навесных дробильных и просеивающих ковшей.

1.2 Данный методический документ устанавливает рекомендации по подготовке бетонного лома к переработке, основные параметры применяемого оборудования, рекомендации по организации и технологии работ, охране труда и окружающей среды.

2 Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 12.1.003-2014 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.3.002-2014 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.020-80* Система стандартов безопасности труда. Процессы перемещения грузов на предприятиях. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.040-78* Система стандартов безопасности труда. Органы управления производственным оборудованием. Обозначения

ГОСТ 6665-91 Камни бетонные и железобетонные бортовые. Технические условия

ГОСТ 12375-70 Дробилки однороторные крупного дробления. Технические условия

ГОСТ 12376-71 Дробилки однороторные среднего и мелкого дробления. Технические условия

ГОСТ 14916-82 Дробилки. Термины и определения

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 18105-2018. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 21480-76 Система «Человек-машина». Мнемосхемы. Общие эргономические требования

ГОСТ 21924.0-84 Плиты железобетонные для покрытий городских дорог. Технические условия

ГОСТ 22269-76 Система «Человек-машина». Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования

ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 25607-2009 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 29290-92 (ИСО 7546-83) Машины землеройные. Ковши погрузчиков и погрузочные ковши экскаваторов. Расчет вместимости

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 32018-2012 Изделия строительно-дорожные из природного камня. Технические условия

ГОСТ 32730-2014 Песок дробленый. Технические требования

ГОСТ 32961-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Камни бортовые. Технические требования

ГОСТ 33148-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Плиты дорожные железобетонные. Технические требования

ГОСТ Р 55709-2013 Освещение рабочих мест вне зданий. Нормы и методы измерений

ГОСТ Р 56600-2015 Плиты предварительно напряженные железобетонные дорожные. Технические условия

ГОСТ Р 58401.1-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Система объемно-функционального проектирования

ГОСТ Р 58401.2-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Система объемно-функционального проектирования

ГОСТ Р 58401.3-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон. Система объемно-функционального проектирования. Правила проектирования

ГОСТ Р 58401.4-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Смеси асфальтобетонные дорожные и асфальтобетон щебеночно-мастичные. Система объемно-функционального проектирования. Правила проектирования

3 Термины и определения

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 дробление: Разрушение твердого кускового материала на более мелкие куски.

3.2 дробилка: Машина для дробления.

3.3 щековая дробилка: Дробилка, дробление в которой осуществляется сжатием материала между щеками.

3.4 роторная дробилка: Дробилка, дробление в которой осуществляется ударами бил (молотков), жестко закрепленных на вращающемся вокруг горизонтальной оси роторе.

Примечание - В соответствии с числом роторов дробилке присваивают наименования «однороторная», «двухроторная», «трехроторная» и т.д.

3.5 молотковая дробилка: Дробилка, дробление в которой осуществляется ударами молотков, шарнирно закрепленных на вращающемся роторе.

Примечание - В соответствии с числом роторов дробилке присваивают наименования «однороторная молотковая дробилка», «двухроторная молотковая дробилка», «трехроторная молотковая дробилка» и т.д.

3.6 валковая дробилка: Дробилка, дробление в которой осуществляется сжатием материала между вращающимися валками или валком и неподвижной плитой.

Примечание - В соответствии с числом валков дробилке присваивают наименования «одновалковая», «двухвалковая», «трехвалковая» и т.д.

3.7 загрузочное окно: Устройство для подачи кускового материала в камеру дробления.

3.8 разгрузочное окно: Устройство для разгрузки продуктов дробления.

3.9 камера дробления: Пространство между рабочими органами дробилки, в котором происходит дробление и перемещение материала.

3.10 степень дробления: Отношение размера наибольшего куска, поступившего на дробление, к размеру наибольшего куска после дробления.

Примечание - В отдельных случаях может рассматриваться как отношение ширины загрузочного окна к ширине разгрузочного окна или как отношение средневзвешенного размера материала, поступившего на дробление, к средневзвешенному размеру продукта, вышедшего из дробилки.

3.11 импактор (дорожный): Устройство (механизм) для разрушения (фрагментации), осаждения и уплотнения бетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

3.12 аспирация: Удаление мелких сухих частиц (пыли) из-под укрытий транспортно-технологического оборудования и рабочей зоны с использованием метода засасывания их с потоком воздуха.

4 Общие положения

4.1 Общие сведения по цементобетонным покрытиям

4.1.1 Цементобетонные покрытия, сооруженные по нормам [1], имеют конструкцию, приведенную на рисунке 1.

1 — покрытие; 2 — выравнивающий слой; 3 — основание; 4 — дополнительный слой основания; 5 — земляное полотно; в — укрепленная полоса; B — ширина покрытия; C — ширина обочины

Рисунок 1 — Поперечные разрезы типовых дорожных одежд с цементобетонным покрытием, устраиваемых комплектами машин со скользящими формами (а) и с применением рельс-форм (б)

4.1.2 Покрытие выполнено из неармированного или армированного цементобетона толщиной 18 — 24 см маркой бетона на растяжение при изгибе Ptb40 — Ptb50 для дорог категорий I и II (класс бетона на растяжение при изгибе Btb3,2 — Btb4,0) и Ptb35 — Ptb45 для дорог категории III (класс бетона Btb2,8 — Btb3,6); маркой бетона по прочности на сжатие M300 — M400 (класс бетона по прочности на сжатие B22,5 — B30) для дорог категорий I и II и маркой бетона по прочности на сжатие M250 — M350 (класс бетона по прочности на сжатие B20 — B25) для дорог категории III. Выравнивающий слой построен на дорогах категорий I и II из песка, обработанного органическим вяжущим, или асфальтобетона слоем толщиной 3 — 5 см; на дорогах категории III — из необработанного песка слоем толщиной 5 см.

4.1.3 Основание на дорогах категорий I — II сооружено из каменного материала, укрепленного неорганическими вяжущими, минимальной толщиной 14 см.

4.1.4 Армирование покрытий выполнено плоской сварной сеткой с продольной рабочей арматурой из стали А-II с расходом 1,2 — 4,5 кг/м2.

4.1.5 Цементобетонные покрытия, построенные в соответствии с рекомендациями [2], имеют конструкцию, показанную на рисунке 2.

1 — цементобетон; 2 — асфальтобетон; 3 — низкопрочные бетоны из жестких бетонных смесей; 4 — щебень; 5 — песок или другой материал, укрепленный вяжущим; 6 — песок или гравийно-песчаная смесь; 7 — полиэтиленовая пленка

Рисунок 2 — Конструкции (а, б, в, г) дорожных одежд с цементобетонным покрытием

4.1.6 Покрытия могут быть однослойными или двухслойными с верхним слоем толщиной не менее 6 см. Нижний слой двухслойных покрытий имеет меньшую прочность, чем верхний, и выполнен в зависимости от категории дороги из бетона класса по прочности на сжатие B15 — B22,5. Однослойные цементобетонные покрытия или верхний слой двухслойных покрытий выполнен из бетона класса по прочности на сжатие не ниже B25 для дорог категорий III и IV и не ниже B30 для дорог категорий I и II.

4.2 Общие сведения по бетонным и железобетонным элементам обустройства автомобильных дорог и их лому

4.2.1 Дорожные плиты

4.2.1.1 Дорожные плиты, изготовленные по ГОСТ 21924.0-84, ГОСТ 33148-2014 или ГОСТ Р 56600-2015, выполнены из тяжелых конструкционных цементных бетонов с применением плотных заполнителей. Класс бетона по прочности на сжатие не ниже B30 для постоянных дорог и B22,5 для временных дорог.

4.2.1.2 В качестве крупного заполнителя для приготовления бетонных смесей использован щебень из плотных горных пород со средней плотностью зерен от 2000 до 3000 кг/м3, соответствующий требованиям ГОСТ 26633-2015. Размер зерен крупного заполнителя не более 20 мм. Марка щебня по дробимости не ниже M1200, по морозостойкости не ниже F200.

4.2.2 Бортовые камни

4.2.2.1 Для производства натуральных бортовых камней по ГОСТ 32961-2014 используют горные породы, имеющие прочность на сжатие в сухом состоянии не менее 80 МПа в соответствии с ГОСТ 32018-2012.

4.2.2.2 Искусственные бортовые камни изготовляют по ГОСТ 6665-91 или ГОСТ 32961-2014 из тяжелых конструкционных бетонов класса по прочности на сжатие не ниже B30 для отделения проезжей части и B22,5 — пешеходных дорожек и тротуаров от газонов с применением плотных заполнителей. Наибольшая крупность зерен заполнителя в бетонных смесях 20 мм.

4.2.3 Элементы водоотвода и других дорожных сооружений

4.2.3.1 Сборные элементы систем водоотвода, дорожных ограждений и других дорожных сооружений, выполненные из тяжелых бетонов по ГОСТ 26633-2015 с применением плотных заполнителей, имеют класс по прочности на сжатие B22,5 — B30. Наибольшая крупность зерен заполнителя в бетонных смесях 20 мм.

4.2.3.2 Монолитные конструкции и фундаменты дорожных сооружений, изготовленные из монолитного бетона, имеют, как правило, класс по прочности на сжатие не ниже B25.

4.2.4 Лом бетонных и железобетонных элементов зданий, прочих сооружений

4.2.4.1 Получаемый в результате разборки зданий и прочих сооружений бетонный лом может быть на гранитном или известняковом щебне, а также на гравии. При разборке сооружений с элементами, выполненными из кирпича, значительный объем лома представляет кирпичный бой с содержанием материалов раствора кладки, штукатурки и т.д.

4.2.4.2 При переработке такого лома целесообразно предварительно проводить его сортировку для раздельной переработки изделий из тяжелых бетонов с плотным заполнителем и малопрочных бетонов и кирпича.

4.3 Параметры исходного лома и материалов дробления

4.3.1 Параметры исходного лома

4.3.1.1 Основными параметрами исходного лома бетонных и железобетонных изделий, подлежащих дроблению, являются:

• габаритность (допускаемая крупность фрагментов);
• однородность;
• прочность;
• засоренность;
• удельная эффективная активность естественных радионуклидов.

4.3.1.2 Габаритность отдельных фрагментов бетонного лома определяется размерами загрузочного окна используемого дробильного оборудования и не должна превышать указанных значений (раздел 5).

4.3.1.3 Однородность бетонного лома характеризуется процентным содержанием лома одного вида (одинаковых или близких по составу и прочности конструкций, изделий).

4.3.1.4 Прочность исходного лома в значительной степени зависит от вида и класса бетона, марки по дробимости использованного заполнителя.

4.3.1.5 Засоренность определяется наличием в ломе органических и неорганических примесей.

4.3.1.6 Перед дроблением бетонному и железобетонному лому должна быть дана радиационно-гигиеническая оценка по ГОСТ 30108-94. В зависимости от дальнейшего применения материалов дробления значения удельной активности естественных радионуклидов не должны превышать предельных величин (подпункт 4.3.2.5).

4.3.2 Параметры материалов дробления

4.3.2.1 Щебень, песок и песчано-щебеночные смеси, получаемые из дробленого бетона и используемые для укладки в дорожные покрытия или основания дорог категорий I — II, а также для приготовления бетона, должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 58401.1-2019 и ГОСТ Р 58401.2-2019. Изготовление щебня, песка и песчано-щебеночных смесей рекомендуется осуществлять по технологической документации, утвержденной предприятием — изготовителем данных материалов.

Примечание - В зависимости от области использования материалов дробления могут быть применены требования отдельных пунктов других государственных стандартов, действующих в данной области, или изготовлены материалы в соответствии с техническим заданием заказчика или проектной документацией.

4.3.2.2 Щебень из дробленого бетона характеризуют следующими показателями качества (по ГОСТ Р 58401.1-2019 и ГОСТ Р 58401.2-2019):

• зерновым составом;
• прочностью;
• содержанием пылевидных частиц;
• содержанием слабых зерен прочностью менее 20 МПа;
• содержанием зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы;
• морозостойкостью;
• истираемостью в полочном барабане;
• содержанием вредных компонентов и примесей;
• содержанием засоряющих примесей;
• насыпной плотностью (по требованию потребителя);
• истинной или средней плотностью (по требованию потребителя).

4.3.2.3 Песок из дробленого бетона, применяемый в качестве мелкого заполнителя в бетонах и растворах, а также для приготовления песчано-щебеночных смесей, имеет следующие показатели качества (по ГОСТ Р 32730-2014):

• зерновой состав и модуль крупности;
• истинную плотность зерен;
• содержание пылевидных частиц;
• прочность;
• содержание вредных компонентов и примесей;
• содержание засоряющих примесей.

4.3.2.4 Песчано-щебеночные смеси из дробленого бетона, применяемые в дорожном строительстве, обладают следующими показателями качества (по ГОСТ Р 58401.1-2019 и ГОСТ Р 58401.2-2019):

• зерновым составом;
• содержанием пылевидных частиц;
• прочностью;
• коэффициентом фильтрации для фракции менее 5 мм;
• содержанием засоряющих примесей.

4.3.2.5 Для щебня в составе смеси при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог дополнительно к указанным в подпункте 4.3.2.2 показателям определяют водостойкость и пластичность (ГОСТ 25607-2009).

4.3.2.6 Зерновой состав смеси, а также зерновой состав щебня и песка в составе смеси в зависимости от области применения должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 58401.3-2014, ГОСТ Р 58401.4-2019.

4.3.2.7 В зависимости от значения удельной эффективной активности естественных радионуклидов Aэфф щебень, песок и песчано-щебеночные смеси должны применяться:

• при Aэфф до 370 Бк/кг — для гражданского строительства, во вновь строящихся жилых и общественных зданиях (класс I);
• Aэфф свыше 370 до 740 Бк/кг — для дорожного строительства, в том числе для оснований автомобильных дорог, взлетно-посадочных полос и перронов аэродромов без ограничений (класс II);
• Aэфф свыше 740 до 1500 Бк/кг — для строительства оснований автомобильных дорог вне населенных пунктов и зон перспективной застройки (класс III).

5 Виды и основные параметры рабочего оборудования

5.1 Общие положения

5.1.1 Навесное оборудование, выполненное в виде специализированных ковшей для дробления и сортировки материалов, подразделяют на следующие виды:

• дробильные ковши, предназначенные для дробления прочных материалов (подраздел 5.2);
• просеивающе-дробильные ковши, применяемые для дробления менее прочных материалов и измельчения мерзлого грунта, а также просеивания, проветривания, смешивания материалов (подраздел 5.3);
• сортировочно-просеивающие ковши, используемые для разделения материалов и выделения более узких фракций (подраздел 5.4).

5.1.2 Ковши изготавливают для навески на экскаваторы, мини-экскаваторы, экскаваторы-погрузчики, погрузчики, мини-погрузчики, тракторы.

5.1.3 Основными параметрами навесного оборудования и машин-носителей этого оборудования являются:

• производительность оборудования, м3/ч (т/ч);
• масса машины-носителя, т;
• масса ковша, т;
• номинальная вместимость ковша (по ГОСТ 29290-92), м3;
• размеры загрузочного окна (для дробильных и просеивающе-дробильных ковшей), мм;
• прямое и обратное давление масла в гидросистеме, бар;
• поток масла, л/мин;
• специфические требования к оборудованию и машине-носителю.

5.1.4 Климатическое исполнение оборудования должно соответствовать требованиям ГОСТ 15150-69.

5.1.5 Перечень основных производителей и технические характеристики дробильных и просеивающих ковшей приведены в приложении А.

5.2 Дробильные ковши

5.2.1 Дробильные ковши представляют собой щековую, роторную, молотковую или валковую дробилку (ГОСТ 14916-82), смонтированную на рукояти экскаватора или погрузчике.

5.2.2 Щековая дробилка работает по принципу раздавливания камней или кусков бетона щеками, при этом одна из них неподвижна, а другая совершает простые или сложные движения, при которых материал раздавливается (рисунок 3). Размеры получаемого щебня регулируются расстоянием между плитами.

Рисунок 3 — Кинематическая схема щековой дробилки

5.2.3 Различают щековые дробилки с простым или сложным качанием подвижной щеки. В дробилках с простым качанием щеки дробящая плита совершает прямолинейные движения в горизонтальной плоскости; в дробилках со сложным качанием щеки — круговые в вертикальной плоскости, причем на горизонте загрузочной щели траектория движения близка к кругу, на горизонте разгрузочной щели — к эллипсу.

5.2.4 Характер движения щеки влияет на производительность дробилки, захват куска и выход отсева. Дробилки со сложным качанием щеки по сравнению с дробилками с простым ходом щеки отличаются более высокой производительностью, обеспечивают лучший захват куска, но выдают больше отсева.

5.2.5 Производительность дробилки зависит от следующих факторов:

• крупности материала питания и его твердости;
• насыпной плотности;
• ширины разгрузочного окна;
• скорости подачи питания;
• конструкции камеры дробления.

5.2.6 Конструкция камеры дробления оказывает непосредственное влияние не только на производительность, но и на гранулометрический состав получаемого продукта.

5.2.7 Ковши, предназначенные для работы с железобетоном, оборудуют магнитными сепараторами, которые производят отбор арматуры и других металлических частей как непосредственно в процессе измельчения железобетона, так и после, позволяя получить чистый материал.

5.2.8 Для работы со щековыми дробильными ковшами необходимо использовать экскаватор или погрузчик, оборудованный двухконтурной гидравлической системой типа «молот» или «ножницы».

5.2.9 Общий вид щекового дробильного ковша, смонтированного на экскаваторе, изображен на рисунке 4. Типоразмеры и основные характеристики щековых дробильных ковшей ведущих производителей представлены в приложении А.2.

Рисунок 4 — Щековый дробильный ковш, смонтированный на экскаваторе

5.2.10 Рабочими органами роторных, молотковых и валковых дробильных ковшей являются валы с прикрепленными к ним твердосплавными насадками (рисунок 5). Такие ковши применяют для более мелкого дробления, они характеризуются высокой степенью дробления и выходом продукта кубовидной формы.

а, б, в — схемы дробинок соответственно валковая зубчатая, молотковая, роторная

Рисунок 5 — Кинематические схемы дробилок с горизонтальным валом

5.2.11 В дробилках ударного действия (роторных и молотковых) подаваемый материал разрушается в пространстве между вращающимся валом (ротором) и неподвижным корпусом. Дробление осуществляется за счет ударов молотками (билами), жестко (роторные) или шарнирно (молотковые) прикрепленными к валу, взаимного соударения кусков и ударов их о корпус.

5.2.12 В валковых дробилках разрушение материала происходит в результате его сжатия между вращающимися валками или валком и неподвижной плитой.

5.2.13 Привод вала (ротора) осуществляют независимые гидромоторы. Прямой привод от гидромоторов на ротор повышает КПД оборудования, а также обеспечивает минимальный уровень обратной вибрации. Попадающаяся при дроблении железобетона арматура либо режется, либо гнется и выкидывается.

5.2.14 Корректная работа таких дробильных ковшей происходит за счет реверсивного вращения вала: либо (при наличии) бинаправленной гидравликой носителя, либо электромагнитным клапаном, встраиваемым в ковш.

5.2.15 Варьирование фракции измельчаемого материала выполняется за счет регулировки положения ударной планки или расстояния между валами.

5.2.16 В отличие от щековых, роторные, молотковые и валковые дробильные ковши обеспечивают лучшую однородность дробления, не дают обратной вибрации на машину-носитель, имеют меньший собственный вес при том же объеме, а также хорошо работают с влажным материалом.

5.2.17 Общий вид роторного дробильного ковша дан на рисунке 6 а, одновалкового дробильного ковша — на рисунке 6 б. Типоразмеры и основные характеристики данных дробильных ковшей ведущих производителей приведены в приложении А.3.

Рисунок 6 — Дробильные ковши с горизонтальным рабочим валом роторный (а), одновалковый (б)

5.2.18 Совместимость дробильных ковшей с машиной-носителем обеспечивается соответствием:

• массы ковша эксплуатационной массе машины-носителя;
• характеристик гидросистемы (наличием второго контура, рабочим давлением гидросистемы, потоком масла).

Для установки ковша в большинстве случаев используют переходную плиту (адаптер).

5.3 Просеивающе-дробильные ковши

5.3.1 Данные устройства позволяют эффективно просеивать, дробить, измельчать, проветривать, смешивать материал. Одновременно с этим они обеспечивают подачу и загрузку материала за одну операцию. В качестве перерабатываемого материала может выступать грунт (в том числе мерзлый), песок, гравий, асфальтобетонный гранулят, кирпич, строительный мусор, металлургический шлак, каменный уголь, рудный концентрат, стекло, керамика, бумага, соль, биоотходы, торф, древесные отходы, компост и т.д.

5.3.2 Ковши позволяют отделить грунт от крупных строительных отходов и других посторонних включений, тем самым помогая решить проблему сортировки и вторичного использования грунта. Ковши можно применять для предварительного измельчения материала перед просеиванием, а также на работах по стабилизации почв, при внесении стабилизирующих добавок, подготовке площадок, для обратной засыпки траншей и котлованов ранее извлеченным грунтом при прокладке коммуникаций и возведении сооружений.

5.3.3 Просеивающе-дробильные ковши, как правило, не применяют для дробления прочных горных пород и железобетона класса по прочности на сжатие B20 и выше.

5.3.4 Конструктивно просеивающе-дробильные ковши разных производителей в целом схожи между собой (рисунок 7). Сортировка и измельчение материала осуществляются за счет вращающихся валов с установленными на них ножами. Вращение валам передается от гидромотора (или нескольких гидромоторов) и редуктора (нескольких редукторов), работающих от гидросети машины-носителя.

а — общий вид; б — оборудование для навески ковша

Рисунок 7 — Просеивающе-дробильный ковш для погрузчика

5.3.5 Конструкция просеивающе-дробильных ковшей ряда производителей предусматривает установку независимых гидромоторов и редукторов, позволяющих осуществлять остановку или реверс любого из установленных валов, демонтаж отдельного вала при обеспечении независимой работы остальных.

5.3.6 Совместимость просеивающе-дробильных ковшей с машиной-носителем обеспечивается аналогично дробильным ковшам: соответствием эксплуатационной массы машины-носителя и массы ковша; характеристик гидросистемы (наличие второго контура, рабочее давление и поток масла). Для установки ковша в большинстве случаев также используют переходную плиту.

5.4 Сортировочно-просеивающие ковши

5.4.1 Сортировочно-просеивающие ковши предназначены для сортировки дробленого или смешанного материала непосредственно на стройплощадке для получения более узких фракций. Также их можно использовать для сортировки строительного мусора и отходов, возникающих после сноса зданий и сооружений, с целью получения продукта, пригодного для дальнейшего применения. Конструктивно сортировочно-просеивающие ковши могут быть барабанного, роторного типов, реже других конструкций (вибрационные, решетчатые, эксцентриковые, ковши-грохоты и т.д.).

5.4.2 Просеивающие ковши барабанного типа выполнены в виде сортировочного барабана из износостойкого материала и ковша-каркаса, в котором крепится барабан (рисунок 8).

Рисунок 8 — Просеивающий ковш барабанного типа

5.4.3 Изменение фракции получаемого материала осуществляется за счет замены элементов просеивающих поверхностей, имеющих разные ячейки. Оборудование ряда производителей оснащено клапаном регулирования направления и скорости вращения барабана для работы с различными видами материалов. Также возможна установка просеивающего ковша на ступице (корзина висящего на двигателе ковша не всегда выдерживает ударную нагрузку), такие ковши способны одновременно копать и просеивать материал. Ряд ковшей барабанного типа позволяет производить промывку сортируемого материала, находясь на одну треть в воде.

5.4.4 Производительность просеивающих ковшей барабанного типа зависит от размера ячеек просеивающей поверхности и скорости вращения барабана. Просеивающие поверхности могут быть выполнены в виде перфорированных листов (листовые сита) или плетеных сеток (плетеные сита). Форма ячеек сит квадратная, круглая, прямоугольная, трапециевидная и т.д. (рисунок 9). Сита изготавливают из износостойких сталей (типа Hardox) твердостью не менее 500 HB или из композиционных полимерных материалов, их применяют для просеивания материала крупностью 120 мм и менее.

Рисунок 9 — Просеивающая поверхность

5.4.5 Просеивающие ковши роторного (валкового) типа конструктивно аналогичны просеивающе-дробильным ковшам. Сортировка материала в них производится за счет вращающихся валов (роторов) с установленными на них ножами или звездочками, в том числе и из полимерных композиционных материалов (рисунок 10). Достаточно часто изменение назначения ковшей осуществляется лишь путем замены ножей с дробящих на просеивающие. Вращение валам передается от одного или нескольких гидромоторов, работающих от гидросети машины-носителя. Расположение валов может быть как горизонтальным, так и вертикальным. Ковши оснащаются специальным шабером для очистки ножей при работе с глинистыми материалами. Фракция просеиваемого материала регулируется расстоянием между ножами и положением валов.

Рисунок 10 — Сортировочно-просеивающий ковш с горизонтальным расположением валов

5.4.6 Ряд производителей предусматривает возможность применения дополнительных насадок на просеивающие ковши, таких как фреза для удаления пней, гидробур, замена просеивающего барабана на глухой (использование в качестве бетономешалки или для смешивания грунтов озеленения и др.).

5.5 Области применения рабочего оборудования

5.5.1 Основные области применения дробильных и просеивающих ковшей — это дробление, просеивание, сортировка, смешивание, погрузка.

5.5.2 Ковши могут применяться:

• для дробления бетона и железобетона;
• дробления различных стройматериалов (стекла, кирпича, тротуарной плитки и др.);
• дробления и сортировки строительного мусора;
• дробления асфальтобетона;
• дробления и сортировки материала в карьерах;
• дробления коры, корней, древесины;
• дробления и просеивания угля, слежавшихся удобрений, металлургических шлаков;
• просеивания грунта;
• просеивания и погрузки торфа;
• подсыпки/засыпки траншей;
• обратной засыпки фундаментов, пазух, котлованов;
• смешивания песка, глины, извести и т.д.;
• смешивания химикатов и удобрений;
• внесения стабилизирующих добавок в грунт;
• аэрации почвы;
• промывки щебня;
• рыхления и измельчения мерзлых грунтов;
• очистки пляжей.

5.5.3 При дополнительном дооборудовании:

• для разминирования территорий;
• приготовления бетонных смесей;
• подготовки грунта озеленения и т.д.

6 Основные положения дробления материалов

6.1 Способы дробления

6.1.1 В зависимости от характера механического воздействия на дробимый материал различают следующие способы дробления:

• раздавливание (рисунок 11 а) — разрушение в результате сдавливания куска материала между двумя дробящими поверхностями. В результате раздавливания происходит разрушение наиболее слабых связей в слое, что приводит к получению преимущественно лещадных зерен. Лещадность щебня, полученного в результате раздавливания, может достигать 80%;
• раскалывание (рисунок 11 б) — разрушение в результате расклинивания куска между остриями дробящих поверхностей. Способ обеспечивает более высокую кубовидность щебня, чем раскалывание. Лещадность — до 30%;
• излом (рисунок 11 в) — разрушение в результате сжатия куска между поверхностями рифленых футеровок, когда выступы одной расположены напротив впадин другой. Способ обеспечивает получение преимущественно кубовидных зерен. Лещадность не превышает 25% — 30%;
• удар (рисунок 11 г) — разрушение в результате воздействия динамических кратковременных нагрузок. Приводит к разрушению куска по трещинам и по поверхностям соприкосновения с облицовкой и другими кусками. Способ обеспечивает наиболее высокую кубовидность щебня. Лещадность составляет 10% — 20%;
• истирание (рисунок 11 д) — разрушение в результате воздействия двух смещающихся друг относительно друга дробящих поверхностей, в результате чего образуется много мелкой фракции. Присутствует при дроблении раздавливанием.

а — раздавливание; б — раскалывание; в — излом; г — удар; д — истирание

Рисунок 11 — Способы дробления материала

6.1.2 Приведенные способы дробления заложены в основу действия дробилок:

• щековых: способ дробления — раздавливание при гладкой футеровке, а также раскалывание и излом при ребристой. При сложном движении щеки присутствует истирание;
• роторных, молотковых — удар;
• валковых — раскалывание, удар.

6.1.3 Выбор способа дробления и типа дробилки зависит от прочности материала дробления, его крупности, требуемого гранулометрического состава продукта дробления, необходимой производительности, а также требований к кубовидности щебня.

6.1.4 Щековая дробилка приводит к получению большего количества лещадного продукта, однако большое разрушающее усилие обуславливает высокую эффективность применения дробилок этого типа в первой стадии дробления.

6.1.5 Роторные, молотковые и валковые дробилки обеспечивают наиболее высокую кубовидность продукта, однако приводят к сильному переизмельчению, поэтому их применяют для мелкого дробления и кубизации щебня.

6.2 Основные технологические схемы дробления

6.2.1 Дробление может осуществляться в открытом и замкнутом циклах.

При дроблении в открытом цикле каждый кусок проходит через дробилку данной стадии только один раз (рисунок 12).

Рисунок 12 — Открытый цикл (а, б) дробления материала

При дроблении в замкнутом цикле отдельные куски возвращаются на додрабливание (рисунок 13).

Рисунок 13 — Замкнутый цикл (а, б) дробления материала

6.2.2 Возможны следующие варианты замкнутого цикла дробления:

• с контрольным просеиванием, когда куски, не проходящие через сито, возвращаются для дополнительного дробления;
• совмещенным (предварительным и контрольным) просеиванием, когда на дробление поступает материал после предварительного отсеивания мелких фракций, а весь дробленый продукт поступает на контрольное просеивание. Крупная (недодробленная) фракция направляется на повторное дробление.

6.2.3 Замкнутый цикл обеспечивает додрабливание крупных кусков до требуемой фракции, при этом крупность контролируется при просеве: крупные куски циркулируют по схеме до тех пор, пока не раздробятся до требуемой крупности. Кроме того, дробление в замкнутом цикле позволяет повысить кубовидность щебня.

6.2.4 Схему дробления выбирают в зависимости от свойств исходного материала, применяемого оборудования, размера и требуемого количества щебня по фракциям. Дробление может быть одностадийным или осуществляться в несколько стадий. Одностадийное дробление для получения товарной продукции, как правило, не применяют. Общими правилами компоновки схем дробления для получения товарного щебня являются:

• число стадий дробления (2 — 3) в зависимости от типа дробильного оборудования и требуемой крупности щебня;
• выделение щебня и песка-отсева как товарных продуктов (не раньше, чем после второй стадии дробления);
• стадия дробления, на которой выводится товарный щебень (осуществляется в замкнутом цикле);
• гибкость схемы — компоновочное решение должно обеспечивать ее перестройку с целью:

\cdot выпуска любых потребных фракций щебня,

\cdot изменения объемов щебня по фракциям,

\cdot корректировки производительности (при необходимости).

6.2.5 При двухстадийном дроблении на первой стадии получают продукт крупностью 100 — 150 мм, что обеспечивает необходимую степень дробления следующей стадии. На второй стадии используют роторные или валковые дробильные ковши. Схемы двухстадийного дробления приведены на рисунке 14.

ДЩЭ — дробилка щековая на экскаваторе; ДРП — дробилка роторная на погрузчике

Рисунок 14 — Примеры схем (а, б) двухстадийного дробления материала

6.3 Способы повышения эффективности дробления

6.3.1 Эффективность дробления может быть повышена за счет регулирования следующих параметров:

• степени загрузки дробилки;
• ширины разгрузочного окна (щековые дробилки);
• схемы дробления.

6.3.2 Наиболее эффективное дробление достигается при многоосном сжатии куска в объеме (слое) материала за счет давления кусков друг на друга. При этом куски подвергаются сжатию, сдвигу и изгибу. Это также позволяет снизить лещадность за счет разрушения продолговатых кусков. Дробление в слое получают путем увеличения коэффициента загрузки: дробилка должна работать с производительностью, близкой к паспортному значению.

6.3.3 Каждый кусок должен находиться в камере дробления в течение времени, достаточного для его разрушения до размеров, обеспечивающих выход из камеры дробления при фиксированном размере разгрузочного отверстия. В щековых дробилках разрушение крупных кусков происходит в верхней части камеры. По мере разрушения куски продвигаются вниз и дробятся на более мелкие части (см. рисунок 3). Для увеличения времени нахождения кусков в камере дробления необходимо уменьшить ширину разгрузочного окна. Это позволяет не только повысить степень дробления, но и увеличить кубовидность щебня за счет дробления в нижних частях камеры.

6.3.4 Размер кусков, выходящих из камеры дробления, обычно в 1,2 — 2 раза превышает ширину разгрузочного отверстия. При дроблении в замкнутом цикле такие куски возвращаются на повторное дробление. Использование в схемах дробления роторных, молотковых и валковых дробилок позволяет повысить кубовидность щебня за счет удара.

6.4 Выбор оборудования

6.4.1 Основными критериями, определяющими выбор того или иного рабочего оборудования для дробления и сортировки лома бетонных и железобетонных изделий, являются:

• вид исходного материала и его параметры (крупность кусков, прочность, влажность, засоренность и др.);
• объем и сроки работ, количество смен;
• наличие и возможность использования машин — потенциальных носителей оборудования;
• требования к конечному продукту (фракции, кубовидности, чистоте и т.д.).

6.4.2 Выбор оборудования производят в соответствии с основными параметрами (см. пункт 5.1.3) и расчетной производительностью ведущей машины или комплекса машин.

Общие правила выбора дробильного оборудования заключаются в следующем:

• дробилки в последовательных стадиях дробления должны быть увязаны между собой по производительности и размеру максимального куска в питании дробилки и продуктах дробления. Максимальный размер куска в разгрузке предыдущей дробилки не должен превышать допустимую крупность куска в питании дробилки последующей стадии;
• в первой стадии дробления, как правило, должна использоваться щековая дробилка, во второй и третьей — роторная, молотковая или валковая. При выборе дробилок мелкого дробления определяющими факторами являются абразивность материала, его дробимость и желаемый фракционный состав дробленого продукта;
• типоразмеры дробилок выбирают по размеру максимального куска, поступающего на дробление, в соответствии с типовыми характеристиками с учетом выбранного значения разгрузочного окна;
• размеры разгрузочного окна дробилок определяют по техническим характеристикам в зависимости от объема поступающего материала, который определяют на основании расчета качественно-количественной схемы (пункт 7.2.4).

Сортировочное оборудование выбирают на основе расчета необходимой площади просеивания, обеспечивающей требуемую производительность.

6.4.3 Дробилки первой стадии дробления подбирают по максимальному размеру загружаемых кусков Dmax, мм, производительности и техническим характеристикам машин. Максимальный размер кусков не должен превышать 0,85\alpha , где \alpha — размер загрузочного окна дробилки, мм.

Расчетную производительность комплекса Пр, м3/ч, определяют по формуле

Пр = ПКн, (1)

где П — заданная часовая производительность, м3/ч;

Кн — коэффициент неравномерности подачи материала, равный 1,1 — 1,3.

С учетом условий работы дробилки ее производительность Пдр, м3/ч, можно определить как

Пдр = ПтКтр, (2)

где Пт — техническая производительность дробилки для средних условий дробления, м3/ч;

Ктр — коэффициент трудности дробления (для средних условий Ктр = 1,0; для легких условий Ктр = 1,15; для тяжелых условий Ктр = 0,85).

6.4.4 Легкими условиями считается дробление материала:

• прочностью \sigma<80\text{МПа} в кусках (0,7 - 0,85)\alpha ;
• средней прочностью (80 \leq \sigma<150\text{МПа}) в кусках размером (0,5 - 0,7)\alpha ;
• дробление материалов прочностью \sigma \geq 150\text{МПа} в кусках меньше 0,5\alpha .

Средними условиями считается дробление материала:

• средней прочностью (80 \leq \sigma<150\text{МПа}) в кусках размером (0,7 - 0,85)\alpha ;
• прочностью \sigma \geq 150\text{МПа} в кусках размером (0,5 - 0,7)\alpha .

Трудными условиями считается дробление материалов прочностью \sigma \geq 150\text{МПа} в кусках размером (0,7 - 0,85)\alpha .

6.4.5 Далее определяют гранулометрический состав и максимальный размер кусков продуктов дробления. По техническим характеристикам подбирают размер разгрузочного окна дробильного ковша соответствующей производительности. По графикам типовых характеристик (рисунки 15, 16, 17) находят состав фракций, выраженный в процентах.

Рисунок 15 — График гранулометрического состава продукта дробления щековых дробилок в зависимости от прочности материала

Примечание - Цифры на кривых соответствуют прочности дробленого материала, МПа.

Рисунок 16 — График гранулометрического состава продукта дробления щековых дробилок в зависимости от разгрузочной щели

Примечание - Цифры на кривых соответствуют размеру разгрузочной щели, мм.

Рисунок 17 — Графики гранулометрического состава продукта дробления однороторных дробилок соответственно среднее и мелкое по ГОСТ 12376-71 (а, б), крупное по ГОСТ 12375-70 (в, г)

Примечание - Цифры на кривых соответствуют средневзвешенному размеру кусков продукта дробления, мм.

6.4.6 Максимальный размер продукта дробления dmax, мм, будет больше размера разгрузочного окна дробилки и определяется как

dmax = l/k, (3)

где l — ширина разгрузочного окна дробилки, мм;

k — коэффициент, определяемый по графику как точка пересечения соответствующей кривой с осью абсцисс (см. рисунки 15, 16).

6.4.7 Для отделения готового продукта после первой стадии дробления может быть выполнено рассеивание, которое целесообразно при наличии готового щебня после первой стадии дробления в пределах 20% и выше.

Если выполняется трехступенчатое дробление, то выбор дробилки второй стадии дробления производится аналогично.

6.4.8 При двух- и трехступенчатом дроблении выбор дробилок конечной стадии дробления выполняют из условия обеспечения выхода щебня с размерами не более заданных. Размер разгрузочного окна дробилки последней стадии дробления lx, мм, равен

l_{x} = \frac{d_{max}}{k_{\text{т}}} , (4)

где kт — коэффициент, определяемый по графикам гранулометрического состава типовых характеристик дробилок (см. рисунки 15, 16, 17).

6.4.9 Производительность дробилки должна быть равна или несколько больше расчетной производительности. По размеру разгрузочного окна определяют гранулометрический состав продукта. Если содержание отсева получается более допустимого, можно увеличить размер разгрузочного окна в пределах допустимых 5% негабарита и перейти на замкнутый цикл работы.

Суммарный гранулометрический состав каждой фракции находят сложением выхода каждой готовой фракции всех стадий дробления.

6.4.10 Просеивающие ковши подбирают для выбранного варианта дробилок. Расчет сводится к определению площади просеивающей поверхности, выбору типа и марки просеивающего оборудования по расчетной площади, производительности, размеру и форме отверстий сит.

6.4.11 Для ковшей барабанного типа расчетная площадь просеивающей поверхности Fрасч, м2, равна

F_{\text{расч}} = \frac{Q}{qmk_{1}k_{2}k_{3}nv} , (5)

где Q — количество поступающего материала, м3/ч;

q — удельная производительность 1 м2 сита, м3/ч, определяемая по графику (рисунок 18);

m — коэффициент, учитывающий эффективность просеивания (таблица 1);

k1 — коэффициент, учитывающий скорость вращения барабана;

k2 — коэффициент, зависящий от процентного содержания в исходном материале зерен, размер которых меньше ячеек сита;

k3 — коэффициент, зависящий от процентного содержания в продукте, который прошел под сито, зерен размером меньше 1/2 ячеек сита;

Примечание — значения k1, k2 и k3 находят по графику, приведенному на рисунке 19.

n — коэффициент, учитывающий форму зерен (принимается равным 1,0 для дробленого материала и 1,25 для песчано-гравийной смеси);

v — коэффициент, учитывающий влажность зерен (1,0 для сухого материала и 0,75 для влажного).

Рисунок 18 — Зависимость удельной производительности 1 м2 сита от размеров отверстий

Рисунок 19 — Значения коэффициентов k1, k2 и k3

Таблица 1

Коэффициенты, учитывающие эффективность просеивания материала

6.4.12 Фактическая площадь просеивающей поверхности ковша определяется по параметрам C и D (рисунок 20).

A, B, L — размеры ковша; C, Д — размеры барабана

Рисунок 20 — Параметры просеивающих ковшей барабанного типа

6.4.13 Необходимая площадь просеивающей поверхности ковшей роторного (валкового) типа может быть также рассчитана по формуле (5), из расчета удельной производительности 1 м2 просеивающей поверхности q = 55 — 65 м3/ч, без учета коэффициентов k1, k2, k3. Фактическую площадь просеивающей поверхности ковшей роторного (валкового) типа определяют по паспортным данным изготовителя.

6.4.14 Коэффициент загрузки просеивающего ковша Кзагр вычисляют по формуле

F_{\text{загр}} = \frac{F_{\text{расч}}}{F_{\text{пасп}}} , (6)

где Fпасп — площадь просеивающей поверхности по техническим характеристикам, м2.

Рекомендуемый коэффициент загрузки просеивающего ковша составляет 0,8 — 1,0.

6.4.15 Пример выполнения расчетов при выборе дробильных и просеивающих ковшей рассмотрен в приложении Б.

7 Рекомендации по переработке цементобетонных покрытий и железобетонных элементов обустройства автомобильных дорог

7.1 Подготовка цементобетонных покрытий и железобетонных элементов к переработке

7.1.1 В зависимости от конструкции дорожной одежды, а также с учетом разнообразия и различной ценности материалов отдельных конструктивных слоев разборку дорожных покрытий рекомендуется выполнять сразу на всю толщину одежды или послойно.

7.1.2 Для фрагментации цементобетонных покрытий, оснований и других достаточно прочных слоев из материалов, обработанных цементом, можно применять различные установки: молотковые ударники, перфораторы, бетоноломы, «крашеры», дорожные импакторы, краны с падающим грузом, фрезы и другую технику.

7.1.3 Ударную фрагментацию цементобетонных покрытий толщиной от 150 до 350 мм рекомендуется выполнять методом «щебневания» [3]. При этом способе размер большинства отдельных кусков раздробленной плиты в плане не превышает толщины плиты. Способ применим для всех типов цементобетонных покрытий. Разрушение плит цементобетонного покрытия методом «щебневания» выполняют многомолотковыми ударными или вибрационными бетоноломами.

7.1.4 При разрушении многомолотковым ударным бетоноломом 6 пар молотов массой от 500 до 600 кг падают на цементобетонное покрытие с высоты около 1,5 м (рисунок 21). Частота составляет от 30 до 35 ударов/мин. Оператор должен подбирать высоту сбрасывания груза и скорость движения установки (порядка 1,5 км/ч) так, чтобы достигнуть требуемого характера разрушения. Производительность данного бетонолома около 1600 м шириной 3,8 м за смену (10 ч).

Рисунок 21 — Многомолотковый ударный бетонолом

7.1.5 Вибрационный бетонолом работает по принципу передачи вибрационной силы, приложенной к балке из прокованной стали длиной 3,81 м, передающей энергию удара цементобетонному покрытию через виброударный башмак. Ширина бойка виброударного башмака составляет 30 см. Разрушение цементобетонного покрытия осуществляется последовательно-параллельными проходами машины. Производительность машины составляет до 7000 м2 в смену.

7.1.6 Также возможно использование технологии фрагментации цементобетонного покрытия путем воздействия ударно-вращательного механизма (импактора) в соответствии с рекомендациями [3, 4].

Импактор в основном применяют в виде прицепного оборудования к колесным тракторам (рисунок 22). Главным преимуществом импактора является большая производительность и высокая степень мобильности, рабочий орган — октаэдрообразный (кубовидный) барабан массой около 13 т. При движении по прямой барабан совершает перекатывание, при этом вся энергия барабана передается поверхности цементобетонного покрытия. Величина динамических усилий меняется за счет регулирования скорости движения тягача. При оптимальной скорости движения импактор воздействует на поверхность с частотой примерно 2 удара/с. Производительность такого импактора может составлять до 3000 м2/ч.

Рисунок 22 — Фрагментирование цементобетонного покрытия с применением импактора

7.1.7 При наличии в цементобетонных покрытиях автомобильных дорог и аэродромов арматуры следует использовать технологию виброрезонансного разрушения покрытий с использованием самоходных виброрезонансных бетоноломов (рисунок 23) согласно рекомендациям [5].

Рисунок 23 — Виброрезонансный бетонолом

7.1.8 Благодаря вхождению в резонанс разрушение цементобетонной плиты осуществляется при сравнительно небольших нагрузках. Усилие, приложенное к рабочему органу (башмаку), составляет до 9 кН. Разрушение плит идет при частоте колебаний 42 — 46 Гц и амплитуде 1,25 — 2,5 см, при этом происходит полное отделение разрушенного цементобетона от арматуры. При двухслойных цементобетонных покрытиях без связи между слоями имеет место разрушение только верхнего слоя покрытия. Особенностью разрушения является неравномерность размеров фрагментов дробленого бетона по толщине слоя. На поверхности размер фрагментов мельче и по структуре может быть отнесен к щебеночно-песчаной смеси. Толщина этого слоя от 5 до 7 см. Фрагменты раздробленного бетона в нижней части цементобетонного покрытия после виброрезонансного разрушения могут варьироваться по размеру. Большая часть фрагментов разрушенного бетона имеет размер от 100 до 200 мм. Содержание фрагментов размером более 350 мм, как правило, не более 10%.

7.1.9 Для предварительного дробления дорожных плит на более мелкие фрагменты непосредственно в дорожном полотне можно использовать те же технологии, что и для цементобетонных покрытий. Предварительное измельчение демонтированных плит производят с использованием гидравлических или механических бетоноломов, «крашеров» (рисунок 24), гидравлических ножниц и другого съемного оборудования, установленного, как правило, на экскаваторах, при этом освободившаяся арматура удаляется при помощи магнитных сепараторов.

Рисунок 24 — Механический «крашер»

7.1.10 Предварительная подготовка бортовых камней, лома бетонных лотков и других элементов обустройства автомобильных дорог с доведением их до габаритов, пригодных для последующего дробления, может выполняться в зависимости от крупности элементов и характеристик дробильных ковшей с использованием оборудования, перечисленного в пункте 7.1.9.

7.1.11 При разборке зданий и различных сооружений строительный лом целесообразно заранее разделять по видам согласно пункту 4.2.4 и подпункту 7.3.1.3 с предварительным отсеиванием примесей и строительного мусора.

7.1.12 При наличии в ломе грунта, а также большого количества каменных материалов мелких фракций целесообразно проводить предварительное просеивание материала для отделения фрагментов, подлежащих дроблению.

7.2 Дробление и сортировка

7.2.1 Дробление и сортировку подготовленных материалов выполняют в соответствии с принятой технологической схемой и выбранным оборудованием.

7.2.2 Для первичной переработки строительного лома пригодны только щековые и роторные дробильные ковши. Оба типа дробильных ковшей, обладая рядом достоинств, также имеют свои специфические недостатки, представленные в таблице 2.

Таблица 2

Сравнение щековых и роторных дробильных ковшей

7.2.3 При применении дробильных и сортировочных ковшей существуют некоторые ограничения.

\cdot Не рекомендуется перерабатывать отходы из асфальтобетона.

Это обусловлено быстрым износом оборудования ввиду производства нехарактерных работ, а также его поломки. При дроблении асфальтобетона поверхность дробильной камеры покрывается масляным слоем. Данный фактор негативно влияет на неровности и технологические полости для крепления бил. При переработке они закупориваются дегтевыми отложениями, а резьбовые соединения, крепящие ударные била и отбойные плиты, превращаются в трудноразъемные.

\cdot Линейные размеры перерабатываемого лома.

Для переработки наиболее подходят куски лома с линейными размерами меньше размеров приемного окна дробильного ковша.

\cdot Радиоактивность.

При производстве щебня должна производиться радиационно-гигиеническая оценка строительного лома. На основании полученных результатов устанавливают область применения получаемого продукта. Щебень допустимо использовать при условии, что суммарная удельная эффективная активность естественных радионуклидов не превышает значений, указанных в ГОСТ Р 58401.3-2019 и ГОСТ Р 58401.4-2019.

\cdot Загрязненность.

Возможно незначительное содержание пылевидных и глинистых частиц, а также комков глины. Дробильные ковши приспособлены к наличию в перерабатываемом ломе металлических включений.

\cdot Влажность.

Высокая влажность перерабатываемых материалов значительно снижает производительность, особенно при просеве дробленого продукта.

7.2.4 Объем и вид поступающего материала и мощности дробильно-сортировочного оборудования взаимоувязывают таким образом, чтобы объем материала соответствовал производительности оборудования, а максимальный размер кусков — размеру приемного окна дробилки первой стадии.

Объем и фракционный состав потоков материалов определяют на основании качественно-количественной схемы. Примеры качественно-количественных схем с расшифровкой обозначений приведены на рисунке 25. Пример расчета и составления качественно-количественной схемы дан в приложении Б.

а, б — циклы дробления соответственно открытый и замкнутый

Рисунок 25 — Качественно-количественная схема дробления материала

Примечание - ДЩЭ 60 — дробильный ковш щековый на экскаваторе, разгрузочное отверстие 60 мм; ДРП 40 — дробильный ковш роторный на погрузчике, разгрузочное отверстие 40 мм; СБЭ 60 — сортировочно-просеивающий ковш барабанного типа с решеткой 60 мм на экскаваторе; СБЭ 40 — то же, с решеткой 40 мм; СВП 20 — сортировщик валковый (роторный) с решеткой 20 мм на погрузчике; 0 — 420 мм, 0 — 110 мм и т.д. — минимальная и максимальная фракции потока материала; 40 м3/ч, 32 м3/ч — паспортная (техническая) производительность оборудования.

7.2.5 Повышение прочностных и других характеристик щебня из бетонного лома возможно при дроблении в режимах, обеспечивающих разрушение преимущественно цементного камня. Для этих целей может быть использовано многостадийное измельчение бетонного лома по «мягкому» режиму в щековых дробилках. Для обеспечения такого режима разгрузочное окно дробилки должно быть открыто до максимально возможной ширины, а дробление вестись при максимальном заполнении ковша в режиме «завала». При таком режиме разрушение бетонного лома происходит за счет взаимного соударения кусков дробимого материала между собой. Измельчение по «мягкому» режиму обеспечивает разрушение преимущественно менее прочных частиц цементного камня и растворной составляющей бетона, а также отделение этих компонентов бетона от зерен крупного заполнителя.

7.2.6 В таком режиме степень измельчения материала снижается, поэтому он должен подвергаться двух- или трехкратному дроблению. Кроме того, дробление в 2 — 3 стадии позволяет увеличить насыпную плотность щебня за счет кубизации зерен. Многостадийное дробление улучшает характеристики щебня, однако приводит к образованию большого объема мелких фракций, состоящих преимущественно из частиц цементного камня.

7.2.7 Для удаления арматуры применяют магнитные сепараторы, для более тщательного извлечения металла — двухстадийную технологию. В данном случае после сепаратора в конструкцию ковша устанавливают магнитный барабан.

7.2.8 После отделения и отсортировки от бетона арматуру разрезают на мерные куски. Для этой цели, как правило, используют ручные гидравлические аллигаторные ножницы. Далее арматуру транспортируют к месту утилизации.

7.2.9 Для обеспыливания процесса дробления применяют встроенные распылители воды (оросители).

7.3 Контроль и приемка материалов

7.3.1 Входной контроль материалов, подлежащих дроблению

7.3.1.1 При поступлении на дробление в зависимости от реализуемых задач лом дорожных покрытий или бетонных и железобетонных конструкций и изделий рекомендуется контролировать по основным параметрам (см. пункт 4.3.1).

7.3.1.2 Крупность кусков, поступающих на дробление, не должна превышать размеров входного отверстия дробилки первой стадии дробления.

7.3.1.3 При использовании смешанного лома в соответствии с пунктом 4.2.4 рекомендуется проводить его визуальную оценку и предварительную сортировку для раздельной переработки изделий из тяжелых бетонов и легких, малопрочных бетонов и кирпича.

7.3.1.4 Прочность бетонного лома целесообразно определять в зависимости от его однородности и объема по ГОСТ 18105-2018 или косвенными методами согласно ГОСТ 22690-2015, ГОСТ 17624-2012 (в том числе по прочности исходного щебня в бетоне). При использовании щебня из бетона для устройства оснований дорог общего пользования категорий III — IV разделение бетона по видам примененного щебня можно не проводить.

7.3.1.5 Визуально в ломе определяют наличие и содержание органических и других засоряющих примесей. Примеси рекомендуется удалять в ходе предварительной сортировки и подготовки лома к дроблению. Если разбираемые дорожные покрытия из бетона перекрыты тонкими слоями асфальтобетона или плиты заменены на асфальтобетон, следует предварительно оценить содержание в ломе асфальтобетона, которое не должно превышать 30%. Примеси, перешедшие в бетон из смежных конструкционных слоев или грунтового основания, отсеивают в процессе дробления и последующей сортировки материалов дробления.

7.3.1.6 Поступающий на дробление материал должен быть проверен на удельную эффективную активность естественных радионуклидов в соответствии с ГОСТ 30108-94.

7.3.2 Контроль выполнения работ

В процессе работ по дроблению и сортировке материалов осуществляют контроль:

• попадания в загрузочное окно дробильного ковша негабаритного лома;
• ширины разгрузочного окна дробильных ковшей;
• состояния бил (ножей) ротора дробилки;
• своевременности удаления арматуры и закладных металлических элементов от магнитного сепаратора и барабана;
• соответствия размера ячеек просеивающих ковшей барабанного типа или расстояния между валами просеивающих ковшей роторного типа заданной фракции щебня;
• целостности сит просеивающих ковшей барабанного типа;
• скорости вращения барабана или ротора (роторов), особенно при влажном материале или дождливой погоде;
• отделения засоряющих примесей от основного материала.

7.3.3 Контроль и приемка материалов дробления

7.3.3.1 Для проверки соответствия качества щебня, песка и песчано-щебеночной смеси, полученных из дробленого бетона, необходимым требованиям, определяемым техническим заданием или областью применения материалов, проводят приемочный контроль и испытание материалов.

7.3.3.2 При приемочном контроле проверяют:

• зерновой состав;
• содержание пылевидных частиц;
• содержание засоряющих примесей.

При периодических испытаниях определяют:

• содержание зерен лещадной и игловатой формы;
• коэффициент фильтрации;
• прочность, истираемость, водостойкость, пластичность, содержание вредных компонентов и примесей, морозостойкость — для щебня, применяемого в качестве самостоятельного материала и для изготовления песчано-щебеночной смеси;
• прочность, содержание вредных компонентов и примесей — для песка, применяемого в качестве самостоятельного материала и для изготовления песчано-щебеночной смеси;
• удельную эффективную активность естественных радионуклидов.

7.3.3.3 Приемочный контроль и испытания выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ Р 58401.3-2019 и ГОСТ Р 58401.4-2019, а при использовании щебня в качестве крупного заполнителя для бетонов — по ГОСТ 26633-2015.

7.3.3.4 Приемку и поставку щебня, песка и песчано-щебеночной смеси из дробленого бетона проводят партиями.

Партией считают количество щебня, песка или песчано-щебеночной смеси, установленное в договоре на поставку и одновременно отгружаемое одному потребителю в течение суток.

8 Охрана труда и окружающей среды

8.1 Безопасность работ

8.1.1 Технологический процесс производства щебня из лома бетонных и железобетонных изделий должен соответствовать требованиям безопасности по ГОСТ 12.3.002-2014 и ГОСТ 12.3.020-80*.

8.1.2 Машины и механизмы для переработки отходов и демонтажа строительных конструкций и материалов должны удовлетворять требованиям работы [6].

8.1.3 Запыленность воздуха в рабочей зоне должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88.

8.1.4 Вибрация и уровень шума, создаваемые машинами и механизмами, должны отвечать требованиям ГОСТ 12.1.003-2014 и ГОСТ 12.1.012-2004.

8.1.5 Электрические сигналы схемы управления должны удовлетворять требованиям ГОСТ 21480-76.

8.1.6 Расположение рабочего места, его элементов и другие эргономические требования должны соответствовать ГОСТ 22269-76.

8.1.7 Символы органов управления на щитах и пультах должны отвечать требованиям ГОСТ 12.4.040-78*.

8.1.8 Конструкция защитного и сигнального ограждения должна быть предусмотрена в рабочей документации исходя из условий производства работ (мест расположения).

8.1.9 В проект производства работ должны входить необходимые технологические схемы и инструктивные указания по рациональной организации и технологии работ, привязанные к местным условиям, рациональные режимы труда и мероприятия по безопасности, организационные требования к подготовке и обслуживанию трудового процесса, перечень, количество инструмента и приспособлений, схема организации рабочего места и пр.

8.2 Производственный персонал и организация рабочего места

8.2.1 К работе по утилизации и переработке лома бетонных и железобетонных изделий с использованием машин и механизмов допускаются лица не моложе 18 лет, признанные годными к данной работе медицинской комиссией, прошедшие обучение, имеющие удостоверение на право выполнения данной работы или управления соответствующими машинами и механизмами.

8.2.2 Лица, выполняющие работу, связанную с утилизацией и переработкой лома бетонных и железобетонных изделий, должны знать технологию производства работ, принцип работы и устройство машин и оборудования, инструкции предприятия-изготовителя по эксплуатации оборудования, инструкцию по охране труда, правила внутреннего распорядка организации, выполняющей работы, требования по выполнению режимов труда и отдыха.

8.2.3 Основными вредными производственными факторами, воздействующими на персонал при утилизации и переработке лома бетонных и железобетонных изделий, являются запыленность, вибрация и шум.

8.2.4 Средствами защиты от вредных факторов являются:

• от пыли — орошение водой, аспирация;
• вибрации — применение виброгасящих оснований оборудования и кабин управления;
• шума — звукоизоляция кабин управления;
• пыли, вибрации и шума — применение средств индивидуальной защиты.

8.2.5 Место производства работ (рабочее место) должно быть оснащено необходимым инструментом, рабочим и противопожарным инвентарем, средствами связи, индивидуальной защиты, личной гигиены, иметь достаточное освещение (ГОСТ Р 55709-2013).

8.2.6 На месте производства работ (рабочем месте) должна находиться необходимая техническая документация (технологическая карта, инструкция предприятия-изготовителя (или выписка из инструкции), инструкция по охране труда, по оказанию первой доврачебной помощи.

8.2.7 Все лица, занятые выполнением работ, связанных с утилизацией и переработкой лома бетонных и железобетонных изделий, должны работать в спецодежде, спецобуви и средствах индивидуальной защиты, установленных соответствующими стандартами.

8.2.8 Работники обязаны знать значение звуковой и световой сигнализации, подаваемой при выполнении работ, а также ручных сигналов.

8.2.9 В случае нарушения требований безопасности работники обязаны принять меры к предупреждению и устранению опасности и доложить об этом руководителю работ.

8.2.10 При выполнении работ по утилизации и переработке лома бетонных и железобетонных изделий нахождение посторонних лиц в рабочей зоне запрещается.

8.2.11 Все движущиеся и передаточные части механизмов должны быть прочно и надежно закреплены и закрыты кожухами.

8.2.12 Во время работы запрещается:

• находиться рядом с работающими машинами и механизмами или по ходу их движения;
• находиться в зоне поворота стрелы экскаватора или разворота погрузчика;
• находиться в опасной зоне возможного разлета материалов дробления или просеивания;
• производить ремонт, очистку, замену и регулировку оборудования, удаление негабаритных кусков и устранение неисправностей без полной остановки и выключения двигателей;
• пользоваться неисправными приспособлениями, средствами защиты, инструментами, а также с просроченными сроками испытания и освидетельствования;
• производить разбивку негабаритных кусков вне специально оборудованного места и без защитных приспособлений;
• работать во время грозы или сильного ливня.

8.2.13 Удаление застрявших в дробильной камере негабаритных кусков, посторонних предметов, очистку камеры или сортировочного барабана следует производить только с применением подъемно-транспортных механизмов или специальных приспособлений после полной остановки оборудования, машины-носителя и выключения двигателя.

8.2.14 Пуск в работу оборудования должен производиться только с разрешения руководителя работ.

8.2.15 Перед началом и в процессе производства работ руководитель работ обязан:

• при организации рабочей зоны до начала работ установить опасные для людей участки, в пределах которых постоянно действуют или потенциально могут действовать опасные производственные факторы;
• оформить необходимую документацию (наряд-допуск) на право производства работ в местах действия опасных или вредных факторов;
• ознакомить работников с мероприятиями по безопасности производства работ и оформить инструктаж с записью в наряде-допуске;
• проводить систематические осмотры участка, проверку условий труда рабочих и принимать меры к устранению выявленных недостатков;
• осуществить выдачу спецодежды и других средств индивидуальной защиты согласно действующим нормам.

8.3 Основные положения охраны окружающей среды

8.3.1 При производстве работ по переработке лома цементобетонных покрытий и железобетонных элементов обустройства автомобильных дорог с использованием дробильных и просеивающих ковшей, смонтированных на дорожно-строительных машинах, следует реализовывать организационные и технологические решения, обеспечивающие наименьшее вмешательство в окружающую среду и возможное сокращение строительного периода.

8.3.2 Требования по охране окружающей среды при выполнении работ на автомобильных дорогах и реализуемые на их основе мероприятия разрабатывают в составе проектной и рабочей документации. Общеотраслевые требования по охране окружающей среды должны соответствовать рекомендациям [7].

В состав проекта организации строительства включают разработку системы производственного экологического контроля за соблюдением экологических нормативов и проектных решений по охране окружающей среды и рациональному природопользованию.

8.3.3 Подрядчик несет ответственность за сохранность всех природоохранных объектов, находящихся в зоне прямого или косвенного влияния проводимых работ, и обязан принимать необходимые меры по их защите от повреждения или иного ущерба, в том числе в случаях, когда это по каким-либо причинам не предусмотрено проектом.

8.3.4 К выполнению работ на объекте строительства или реконструкции автомобильных дорог допускаются строительные организации, имеющие действующие разрешения на выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую среду, нормативы образования отходов и лимиты на их размещение, другую установленную законодательством природоохранную документацию и имеющие в своем штате лиц, отвечающих за вопросы экологии.

8.3.5 Охрана атмосферного воздуха

8.3.5.1 Охрану атмосферного воздуха осуществляют в соответствии с Федеральным законом [8].

8.3.5.2 При выполнении работ вблизи или в населенных пунктах в целях охраны атмосферного воздуха устанавливают санитарно-защитные зоны или разрывы. Размеры санитарно-защитных зон и разрывов определяют на основе расчетов рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и классификации производств в соответствии с санитарными нормами [9] и методическим пособием [10].

8.3.5.3 Содержание вредных веществ в атмосфере и прилежащих населенных пунктах устанавливают в соответствии с положением [11].

Расчет в атмосферном воздухе концентраций вредных веществ, содержащихся в выбросах, выполняется по методике согласно приказу [12].

8.3.6 Охрана водных ресурсов

8.3.6.1 Охрану водных ресурсов осуществляют в соответствии с Водным кодексом Российской Федерации [13].

8.3.6.2 Размеры строительной площадки должны быть минимально необходимыми, а ее планировка — обеспечивать отвод сточных вод в отстойные устройства.

8.3.6.3 Степень необходимой очистки, обезвреживания и обеззараживания сточных вод в отстойниках устанавливают санитарно-техническим расчетом, а также контрольными пробами, она должна соответствовать правилам [14]. Скапливающиеся на дне отстойников осадки и плавающие материалы вывозят для утилизации и уничтожения в места, согласованные с местными органами санитарного надзора.

Сброс очищенных сточных вод в водотоки может быть произведен только после их очистки до установленных нормативов с разрешения органов санитарно-эпидемиологического надзора и в местах, указанных этими органами.

8.3.6.4 На строительной площадке должны быть предусмотрены емкости для сбора нечистот и мусора. Запрещается сброс загрязненных вод, свалка мусора, стоянка автомобилей и строительство временных сооружений в пределах водоохранных зон.

8.3.7 Охрана почвы, лесных и растительных ресурсов

8.3.7.1 Число временных подъездных дорог к строительной площадке должно быть минимальным.

8.3.7.2 Нарушенные при строительстве участки лесных и водоохранных полос, включая временные подъездные дороги, должны быть восстановлены, в том числе и почвенный покров.

8.3.7.3 С земель, занимаемых строительными площадками и подъездными дорогами, снимают плодородный слой почвы в соответствии с проектом. При снятии слоя почвы принимают меры к защите ее от загрязнения: смешивания с минеральным грунтом, засорения, водной и ветровой эрозии.

8.3.7.4 Снятый плодородный слой хранят в штабелях, расположенных на сухих местах, в форме, удобной для последующей погрузки и транспортирования. Высота штабелей не более 10 м, угол неукрепленного откоса — не более 30°. Укрепляют поверхности штабелей посевом многолетних трав или применением специальных геосинтетических материалов.

8.3.8 Охрана территории от шума

8.3.8.1 В соответствии с Федеральным законом [15] строительные организации обязаны принимать необходимые меры по предупреждению и устранению негативного воздействия шума, вибрации, инфразвука, электрических, электромагнитных полей и иного негативного физического воздействия на окружающую среду в городских, сельских поселениях, зонах отдыха, местах обитания и размножения диких зверей и птиц, на естественные экологические системы и природные ландшафты.

8.3.8.2 Защита от шума при выполнении работ на автомобильных дорогах должна обеспечиваться:

• применением акустических экранов;
• соблюдением санитарных разрывов;
• применением шумозащитных полос;
• использованием материалов и устройств, снижающих шум и вибрацию;
• запрещением или ограничением движения грузовых транспортных средств и дорожно-строительных машин в местах проживания людей.

8.3.9 Работа с отходами

8.3.9.1 При работе с отходами строительным организациям необходимо соблюдать экологические, санитарные и иные требования, установленные Федеральным законом [16].

8.3.9.2 При выполнении работ по строительству и ремонту автомобильных дорог на временных строительных площадках необходимо обеспечить уборку и утилизацию бытового мусора и других загрязнений.

8.3.9.3 Отходы строительного производства должны быть рассортированы на группы для повторного применения, переработки и утилизации.

Материалы, непригодные для повторного использования и переработки, подлежат захоронению в специальных установленных местах в соответствии с действующим законодательством.

Приложение А (справочное)

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДРОБИЛЬНЫХ И ПРОСЕИВАЮЩИХ КОВШЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ

А.1 Основные производители дробильных и просеивающих ковшей

Таблица А.1

Перечень основных производителей дробильных и просеивающих ковшей

<*> Компании, имеющие представительство в России.

<**> Продукция выпускается под заказ; постоянной линейки продукции нет.

A.2 Основные характеристики дробильных ковшей различных производителей

Основные характеристики дробильных ковшей ведущих производителей, имеющих представительства в России, приведены в таблицах А.2 - А.6.

Таблица А.2

Основные характеристики дробильных ковшей компании MB

Таблица А.3

Ориентировочная производительность щековых дробильных ковшей компании MB

Примечание - Расчет производительности выполнен применительно к материалам естественной влажности средней твердости.

Таблица А.4

Основные характеристики дробильных ковшей компании SIMEX

<*> В зависимости от фракции щебня на выходе, влажности материала и др.

Таблица А.5

Основные характеристики дробильных ковшей компании HARTL

Таблица А.6

Основные характеристики просеивающе-дробильных ковшей компании ALLU

Примечания

1 В числителе приведены гидравлическая мощность при продолжительной работе, в знаменателе — при пиковой нагрузке.

2 <*> В зависимости от фракции щебня на выходе, влажности материала и др.

А.3 Основные характеристики просеивающих ковшей различных производителей

Основные характеристики просеивающих ковшей ведущих производителей, имеющих представительства в России, приведены в таблицах А.7 - А.10.

Таблица А.7

Основные характеристики просеивающих ковшей компании MB

Таблица А.8

Основные характеристики сортировочно-просеивающих ковшей компании SIMEX

Таблица А.9

Основные характеристики просеивающих ковшей компании HARTL

Таблица А.10

Основные характеристики сортировочно-просеивающих ковшей компании ALLU

Примечание - В числителе приведена гидравлическая мощность при продолжительной работе, в знаменателе — при пиковой нагрузке.

Приложение Б (справочное)

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ ПРИ ВЫБОРЕ ДРОБИЛЬНЫХ И ПРОСЕИВАЮЩИХ КОВШЕЙ

Б.1 Исходные данные

Необходимая производительность — 20 м3/ч.

Наибольший размер загружаемых кусков — 700 мм.

Марка исходного бетона по дробимости — 400.

Гранулометрический состав продуктов дробления: 0 — 5, 5 — 20, 20 — 40, 40 — 60 мм.

Первая стадия дробления: машина-носитель — экскаватор, дробильный ковш щековый.

Вторая стадия дробления: машина-носитель — погрузчик, дробильный ковш роторный.

Просеивание: первичное — просеивающий ковш роторного типа на погрузчике, дальнейшее — ковш барабанного типа на экскаваторе.

Б.2 Выбор дробильного ковша первой стадии дробления

В первую очередь выбираем дробильные ковши, размер загрузочного отверстия которых позволяет дробить куски размером 700 мм

\alpha \geq \frac{D_{max}}{0,85} = \frac{700}{0,85} = 823\text{мм}.

По этому условию по таблице А.2 подходят ковши BF70.2S4, BF80.3S4, BF90.3S4, BF120.4S4, BF135.8, BF150.10.

Из них выбираем ковши, обеспечивающие расчетную производительность

Пр = 20 x 1,2 = 24 м3/ч.

При ширине разгрузочного отверстия 60 мм по таблице А.3 подходят ковши BF120.4S4 и BF135.8.

Определяем степень трудности дробления.

Для ковша BF120.4S4: D_{max} = 0,58\alpha , при \sigma = 38\text{МПа} , Ктр = 1,15. Условия дробления легкие.

Производительность ковша BF135.8 намного выше расчетной, поэтому его использование нецелесообразно.

Находим гранулометрический состав и максимальный размер кусков продуктов дробления. Для этого по таблице А.2 устанавливаем размер разгрузочного отверстия дробильного ковша соответствующей производительности. Этому условию удовлетворяют следующие ковши при ширине разгрузочного отверстия:

• 90 мм — BF70.2S4;
• 90 мм — BF80.3S4;
• 70 мм — BF90.3S4;
• 50 мм — BF120.4S4.

Находим крупность продукта дробления в долях ширины разгрузочного отверстия:

• для BF70.2S4 и BF80.3S4: 5/90 = 0,056; 20/90 = 0,222; 40/90 = 0,445; 60/90 = 0,667;
• BF90.3S4: 5/70 = 0,072; 20/70 = 0,286; 40/70 = 0,572; 60/70 = 0,857;
• BF120.4S4: 5/50 = 0,1; 20/50 = 0,4; 40/50 = 0,8; 60/50 = 1,2.

По графику, данному на рисунке 15, определяем состав фракций в процентах.

BF70.2S4:

0 — 5 мм = 100 — 98 = 2%, или 0,02 x 24 = 0,48 м3/ч;

5 — 20 мм = 98 — 86 = 12%, или 0,12 x 24 = 2,88 м3/ч;

20 — 40 мм = 86 — 58 = 28%, или 0,28 x 24 = 6,72 м3/ч;

40 — 60 мм = 58 — 40 = 18%, или 0,18 x 24 = 4,32 м3/ч;

60 мм и более = 40%, или 0,4 x 24 = 9,6 м3/ч.

Итого: 100%, или 24 м3/ч.

BF80.3S4:

0 — 5 мм = 100 — 98 = 2%, или 0,02 x 25 = 0,5 м3/ч;

5 — 20 мм = 98 — 86 = 12%, или 0,12 x 25 = 3,0 м3/ч;

20 — 40 мм = 86 — 58 = 28%, или 0,28 x 25 = 7,0 м3/ч;

40 — 60 мм = 58 — 40 = 18%, или 0,18 x 25 = 4,5 м3/ч;

60 мм и более = 40%, или 0,4 x 25 = 10,0 м3/ч.

Итого: 100%, или 25 м3/ч.

BF90.3S4:

0 — 5 мм = 100 — 96 = 4%, или 0,04 x 24,8 = 0,99 м3/ч;

5 — 20 мм = 96 — 80 = 16%, или 0,16 x 24,8 = 3,97 м3/ч;

20 — 40 мм = 80 — 52 = 28%, или 0,28 x 24,8 = 6,94 м3/ч;

40 — 60 мм = 52 — 28 = 24%, или 0,24 x 24,8 = 5,95 м3/ч;

60 мм и более = 28%, или 0,28 x 24,8 = 6,95 м3/ч.

Итого: 100%, или 24,8 м3/ч.

BF120.4S4:

0 — 5 мм = 100 — 94 = 6%, или 0,06 x 24,8 = 1,49 м3/ч;

5 — 20 мм = 94 — 68 = 26%, или 0,26 x 24,8 = 6,45 м3/ч;

20 — 40 мм = 68 — 34 = 34%, или 0,28 x 24,8 = 8,43 м3/ч;

40 — 60 мм = 34 — 9,5 = 24,5%, или 0,245 x 24,8 = 6,08 м3/ч;

60 мм и более = 9,5%, или 0,095 x 24,8 = 2,35 м3/ч.

Итого: 100%, или 24,8 м3/ч.

Максимальный размер продукта дробления:

• для BF70.2S4 и BF80.3S4-90 x 1,8 = 162 мм;
• для BF90.3S4-70 x 1,8 = 126 мм;
• для BF120.4S4-50 x 1,8 = 90 мм.

После первой стадии дробления наибольший объем готового продукта (84,5%) получается при использовании дробильного ковша BF120.4S4 при ширине разгрузочного окна 50 мм, однако при этом образуется 6% отсева (0 — 5 мм). Наименьший уровень отсева (2%) образуется при использовании дробильных ковшей BF70.2S4 и BF80.3S4. По производительности наиболее подходит ковш BF70.2S4.

После первой стадии дробления имеем 100 — 2 - 40 = 58% готового щебня, поэтому необходимо провести сортировку и вторую стадию дробления.

Примечание - Если необходимо трехстадийное дробление, то выбор дробильного ковша второй очереди производится аналогично.

Б.3 Выбор дробильного ковша конечной стадии дробления

Необходимо обеспечить условие выхода щебня с размерами не более dmax по заданию.

Ширина разгрузочного отверстия должна быть l = dmax/k. Коэффициент k для роторных дробилок мелкого и среднего дробления при \sigma = 38\text{МПа} равен 2; в таком случае l = 60/2 = 30 мм.

Расчетная производительность дробильного ковша второй очереди составляет 9,6 м3/ч.

Максимальный размер загружаемого продукта второй стадии дробления 162 мм.

Размер загрузочного отверстия должен быть не менее 162/0,85 = 191 мм.

По этому условию согласно таблице А.4 подходят все ковши серии CB. Расчетную производительность обеспечивают ковши CB 900 и CB 1200.

Содержание негабарита не должно превышать 5%. В этом случае величина разгрузочного отверстия l1 = dmax/k5. Для роторных дробилок k5 можно принять равным 1 (рисунок 17 а). В этом случае l1 = dmax = 60 мм.

Определяем гранулометрический состав продуктов дробления по графику на рисунке 17 а для dmax = 60 мм.

0 — 5 мм = 100 — 77 = 23%, или 0,23 x 9,6 = 2,21 м3/ч;

5 — 20 мм = 77 — 40 = 37%, или 0,37 x 9,6 = 3,55 м3/ч;

20 — 40 мм = 40 — 20 = 20%, или 0,2 x 9,6 = 1,92 м3/ч;

40 — 60 мм = 20 — 5 = 15%, или 0,15 x 9,6 = 1,44 м3/ч;

60 мм и более = 5%, или 0,05 x 9,6 = 0,48 м3/ч.

Итого: 100%, или 9,6 м3/ч.

Для уменьшения содержания пыли можно перейти на dmax = 70 мм и замкнутый цикл дробления. В этом случае фракционный состав:

0 — 5 мм = 100 — 81 = 19%, или 0,19 x 9,6 = 1,82 м3/ч;

5 — 20 мм = 81 — 49 = 32%, или 0,32 x 9,6 = 3,07 м3/ч;

20 — 40 мм = 49 — 26 = 23%, или 0,23 x 9,6 = 2,21 м3/ч;

40 — 60 мм = 26 — 10 = 16%, или 0,16 x 9,6 = 1,54 м3/ч;

60 мм и более = 10%, или 0,1 x 9,6 = 0,96 м3/ч.

Итого: 100%, или 9,6 м3/ч.

Процент отсева от общего объема в данном случае составляет ((1,82 + 0,48)/24) x 100 = 9,6%.

Для замкнутого цикла дробления расчетная производительность дробильного ковша должна быть 9,6 + 0,96 = 10,56 м3/ч. Данной производительности соответствует ковш CB 1200. Суммарный выход продукта по фракциям тот же. Однако в случае использования ковша с шириной разгрузочного окна 70 мм получаем 0,96 м3/ч щебня фракции 60 — 80 мм, что составляет 4% от общего объема. Это соответствует нормативу (5%). Принимаем данный вариант.

Общий количественный состав щебня по фракциям приведен в таблице Б.1.

Таблица Б.1

Количественный состав щебня по фракциям

Б.4 Выбор просеивающих ковшей

Для первичного просеивания после первой стадии дробления применяем роторный просеивающий ковш. В соответствии с пунктом 6.4.10 необходимая площадь просеивающей поверхности будет равна

F_{\text{расч}} = \frac{Q}{qmnv} . (Б.1)

Первичное просеивание на сите 60 мм.

Количество поступающего материала Q1 = 24 + 9,6 = 33,6 м3/ч.

Удельную производительность роторного просеивающего ковша принимаем по паспортным данным q = 60 м3/ч/м2.

Эффективность просеивания m = 1,0 (таблица 1).

Коэффициент материала n = 1,0 (см. пункт 6.4.11).

Коэффициент влажности материала v = 1,0 (см. пункт 6.4.11).

F_{1} = \frac{33,6}{60 \times 1 \times 1 \times 1} = 0,56\text{м}^{2}.

По таблице А.10 выбираем наиболее подходящий ковш DNS 2-12.

Для отсеивания фракции 40 — 60 мм принимаем ковш барабанного типа с ситом 40 мм. Скорость вращения барабана 25 об/мин. В соответствии с формулой (5) выбираем расчетные данные:

• Q2 = 33,6 м3/ч;
• q = 56 м3/ч/м2 для 40 мм (см. рисунок 18);
• m = 0,7 (таблица 1);
• k1, k2 и k3 соответственно равны 0,85, 1,04 и 0,6 по рисунку 19;
• n = 1,0; v = 1,0.

F_{2} = \frac{33,6}{56 \times 0,7 \times 0,85 \times 1,04 \times 0,6 \times 1 \times 1} = 1,62\text{м}^{2}.

Фактическая площадь просеивания должна быть 1,62/0,8 = 2,02 м2. Этой площади ближе всего соответствует ковш MB-S14S3 (таблица А.7).

Для отсеивания фракции 20 — 40 мм также используем ковш барабанного типа с ситом 20 мм. Расчетные данные составят:

• Q3 = 17,2 м3/ч;
• q = 30 м3/ч/м2;
• m = 0,7;
• k1, k2 и k3 соответственно равны 0,85, 0,9 и 0,82 по рисунку 19;
• n = 1,0; v = 1,0.

F_{3} = \frac{17,2}{30 \times 0,7 \times 0,85 \times 0,9 \times 0,82 \times 1 \times 1} = 1,31\text{м}^{2}.

Фактическая площадь — 1,31/08 = 1,41 м2, что соответствует ковшу MB-S10S4.

Для окончательного просеивания и отсеивания фракции 5 — 20 мм выбираем ковш барабанного типа с ситом 5 мм. Скорость вращения барабана принимаем 35 об/мин. Для данного ковша:

• Q4 = 8,25 м3/ч;
• q = 10 м3/ч/м2;
• m = 0,7;
• k1, k2 и k3 соответственно равны 1,4, 0,75 и 0,67 по рисунку 19;
• n = 1,25 как для песчано-гравийной смеси;
• v = 1,0.

F_{4} = \frac{8,25}{10 \times 0,7 \times 1,4 \times 0,75 \times 0,67 \times 1,25 \times 1} = 1,34\text{м}^{2}.

1,34/0,8 = 1,67 м2, что также соответствует ковшу MB-S14S3.

Таким образом, для рассеивания удобнее всего использовать один ковш MB-S14S3 со сменными просеивающими поверхностями.

Полученная в результате расчетов окончательная качественно-количественная схема дробления будет выглядеть следующим образом (рисунок Б.1).

Рисунок Б.1 — Качественно-количественная схема дробления

Примечание - Приведенный пример рассматривает основные способы выполнения расчетов для получения товарных фракций щебня. В зависимости от решаемых задач и требований к материалам количество ступеней дробления и просеивания может в значительной степени варьироваться.

БИБЛИОГРАФИЯ

Руководитель организации-разработчика ООО «Корпорация ДорПромСтрой» Генеральный директор Б. В. Стрыгин