Zwięzłe surowce skalne, zwłaszcza pochodzenia wulkanicznego i metamorficznego są cennym surowcem do produkcji kruszyw łamanych dla drogownictwa, kolejnictwa i budownictwa, z których produkuje się tłuczeń, kliniec, grysy (kruszywa granulowane). O jakości kruszywa decyduje skład ziarnowy i kształt ziarn, który istotnie wpływa na jego wytrzymałość.

Ziarna nieforemne, zwłaszcza płaskie wykazują największą ścieralność. Stwierdzono, że szczególnie duży wpływ ziarn nieforemnych na wytrzymałość kruszywa występuje przy ich zawartości 25-50%. Na przykład przy 50% udziale ziarn nieprawidłowych wytrzymałość kruszywa bazaltowego zmniejsza się o 55% (Zieliński, 1983). O jakości kruszywa decyduje, więc zarówno jego skład granulometryczny, jak i kształt ziarn, a także właściwości fizyczno-mechaniczne. Ziarna foremne posiadają mniejszą podatność na rozdrabnianie (mniejszy wskaźnik LA), mniejszą nasiąkliwość, ścieralność, co związane jest z wytrzymałością betonu lub nawierzchni drogowej (Tumidajski, Naziemiec 2004, Naziemiec i in. 2006). Inne aspekty związane z kształtem kruszyw, metodyką pomiarową, czy zużyciem wody i cementu do produkcji betonu można znaleźć w literaturze (Neville 2000, Malewski 2014, Gawenda 2015a,b).

Sposoby na zwiększanie udziału kruszyw o ziarnach foremnych

Niewątpliwie na możliwości zwiększania udziału ziarn foremnych w kruszywach mineralnych mają wpływ właściwie dobrane kruszarki wraz z parametrami eksploatacyjnymi, prawidłowe zasilanie kruszarek nadawą, ilość stadiów rozdrabniania oraz rodzaj układów technologicznych.

W zakładach przeróbki kruszyw łamanych najczęściej używane są kruszarki szczękowe, stożkowe i udarowe listwowe z wałem poziomym lub pionowym. Na wstępnych stopniach kruszenia pracują najczęściej kruszarki szczękowe lub stożkowe (żyratory). Zaletą kruszarek szczękowych jest mała wrażliwość na zmiany wielkości uziarnienia nadawy, czyli urobku z robót strzałowych oraz niskie koszty eksploatacyjne i prosta w obsługa w porównaniu z innymi kruszarkami.

Do produkcji kruszyw na wtórnych stadiach kruszenia w celu uzyskania ziarn o korzystnym kształcie stosuje się granulatory stożkowe i kruszarki udarowe (kubizery). Granulatory stożkowe charakteryzują się specjalnym ukształtowaniem komory kruszenia zapewniającym wielokrotne rozdrabnianie poszczególnych ziarn oraz na ogół nieco mniejszym skokiem i większymi obrotami (większa ilość skoków) zapewniającym ziarnom dłuższą drogę przejścia w komorze roboczej. Produkując grysy w granulatorach stożkowych, należy wyposażyć instalację w zbiorniki buforowe, które powinny dostarczać nadawę do tych kruszarek, zasypując ich całkowitą komorę roboczą. W ten sposób uzyskuje się optymalne rozdrobnienie oraz chroni stożek wewnętrzny przed ścieraniem nad wskutek spadku materiału z wysokości.

Szczególnie interesujące są kruszarki udarowe z wałem pionowym. Postęp w dziedzinie materiałowej umożliwia stosowanie ich także do kruszenia surowców bardzo zwięzłych. Również sposób podawania w nich materiału (system kamień – kamień) ogranicza zużycie elementów roboczych kruszarki. Kubizery są coraz częściej stosowane w procesach produkcji kruszyw, szczególnie z wapieni i dolomitów. Jednak z kruszarek udarowych uzyskuje się produkty, w których zawartość najdrobniejszych klas ziarnowych (np. <2 mm) jest zdecydowanie wyższa niż w przypadku kruszarek szczękowych i stożkowych.

Należy pamiętać, że nieodpowiednio dobrane parametry urządzenia mają wpływ na jego eksploatację, np. zużycie energii albo elementów roboczych, które w efekcie wpływają na jakość produktów (kształt i wielkość ziarn).

Cały artykuł w magazynie "Surowce i Maszyny Budowlane" 4-5/2015.