Concasseur de pierre de carrière pour production de sable

Comprendre le sable artificiel (M-Sand)

Définition et différenciation du sable de rivière naturel

Le sable artificiel, communément appelé M-Sand, est un granulat fin produit par concassage de roches dures ou de pierres de carrière en particules de la taille du sable. Contrairement au sable de rivière naturel, extrait du lit des rivières par dragage, le M-Sand est créé artificiellement par des procédés mécaniques tels que le concassage et le criblage. Les principales différences entre le M-Sand et le sable de rivière sont les suivantes :

• Origine : Le M-Sand est dérivé de pierres de carrière comme le granit, le basalte ou le calcaire, tandis que le sable de rivière se forme naturellement par érosion et dépôt de sédiments dans les rivières.
• Forme des particules : Les particules de M-Sand sont anguleuses et cubiques grâce au processus de concassage, ce qui améliore leur imbrication dans les mélanges de béton. Les grains de sable de rivière sont généralement plus lisses et arrondis en raison de l'altération naturelle.
• Consistance : Le sable M-Sand offre une distribution granulométrique uniforme, contrôlée lors de la production, tandis que la qualité du sable de rivière varie selon sa provenance.
• Impuretés : Le sable M-Sand est généralement exempt d'impuretés organiques et de limon, car il subit un lavage et un tamisage. Le sable de rivière peut contenir de l'argile, du limon ou des matières organiques, nécessitant un traitement supplémentaire.

Applications du M-Sand

Le M-Sand est largement utilisé dans la construction en raison de sa polyvalence et de sa résistance :

• Production de béton : Le M-Sand est un ingrédient clé des mélanges de béton pour bâtiments, ponts et routes, offrant une résistance et une durabilité accrues grâce à ses particules anguleuses.
• Mortier : Il est utilisé pour le plâtrage, la maçonnerie et le carrelage, offrant une adhérence solide et des finitions lisses.
• Autres utilisations dans la construction : Le M-Sand est utilisé dans les couches de base des routes, les produits en béton préfabriqué et comme matériau d'assise pour les tuyaux et les pavés.

Caractéristiques des pierres de carrière pour la production de sable

Pierres de carrière courantes

Le choix de la pierre de carrière a un impact significatif sur la qualité du sable M-Sand. Parmi les pierres couramment utilisées, on trouve :

Granit : Roche ignée dure et très résistante à la compression, le granit produit du sable M-Sand durable et de haute qualité, adapté à la fabrication de béton haute résistance. Sa texture grossière favorise la production de particules anguleuses.

Basalte : Roche ignée également dense et résistante à l'abrasion, le basalte produit du sable M-Sand d'une excellente durabilité pour les applications lourdes comme la construction routière.

Calcaire : Roche sédimentaire, le calcaire est plus tendre que le granit ou le basalte, ce qui produit du sable M-Sand plus fin, adapté au crépi et au béton non structurel. Cependant, sa résistance peut être moindre pour les applications à forte charge.

Types de concasseurs utilisés pour la production de sable

Concasseurs à mâchoires

Les concasseurs à mâchoires sont utilisés pour le concassage primaire, brisant les grosses pierres de carrière en plus petites granulométries (généralement de 100 à 300 mm). Robustes, ils traitent les roches dures comme le granit et le basalte, et préparent l'alimentation des concasseurs secondaires. Leur débit élevé les rend essentiels pour la production de sable à grande échelle.

Concasseurs à percussion

Les concasseurs à percussion sont idéaux pour le concassage secondaire ou la production de particules de sable cubiques. Ils utilisent des forces d'impact à grande vitesse pour briser les pierres, produisant ainsi des agrégats bien formés, adaptés au béton. Ils sont efficaces pour les pierres tendres comme le calcaire, mais peuvent s'user plus rapidement avec les roches abrasives.

Concasseurs à cône

Les concasseurs à cône sont utilisés pour le concassage secondaire ou tertiaire, réduisant la taille des pierres à 10-50 mm. Ils produisent des particules plus fines et plus uniformes que les concasseurs à mâchoires, ce qui les rend adaptés à la préparation de l'alimentation des sableuses. Ils sont couramment utilisés pour les roches dures comme le granit.

Concasseurs à arbre vertical à percussion (VSI)

Spécialisés pour la production de sable, les concasseurs VSI utilisent des rotors à grande vitesse pour projeter les pierres contre les enclumes ou les lits rocheux, créant ainsi un sable cubique et bien granulométrique. Ils sont très efficaces pour obtenir la forme et la granulométrie souhaitées pour le béton et le mortier.

Concasseurs mobiles

Les concasseurs mobiles offrent une grande flexibilité pour la production de sable sur site, réduisant ainsi les coûts de transport. Ils combinent des unités de concassage à mâchoires, à cône ou VSI sur un châssis mobile, idéal pour les carrières isolées ou temporaires. Ils sont efficaces pour les opérations de petite et moyenne envergure.

Schéma de production de sable

Schéma de procédé typique

La production de M-Sand comprend plusieurs étapes :

• Exploitation en carrière : Les pierres sont extraites de la carrière par dynamitage ou excavation.
• Concassage primaire : Les grosses pierres sont introduites dans des concasseurs à mâchoires pour les réduire en plus petites granulométries (100 à 300 mm).
• Concassage secondaire/tertiaire : Les concasseurs à cône ou à percussion réduisent la granulométrie à 10 à 50 mm.
• Fabrication du sable : Les concasseurs VSI façonnent et affinent les particules en grains de la taille du sable (0 à 4,75 mm).
• Criblage : Des cribles vibrants classent les particules par taille, garantissant ainsi leur conformité aux normes telles que la norme IS 383 (norme indienne pour les granulats).
• Lavage : Le sable est lavé pour éliminer la poussière, le limon et impuretés, améliorant la qualité.
• Déshydratation et stockage : L’excès d’eau est éliminé et le M-Sand propre est stocké pour utilisation.

Rôle de chaque étape

• Concassage primaire : Réduit la pierre brute à des dimensions gérables, garantissant un traitement en aval efficace.
• Concassage secondaire/tertiaire : Affine la granulométrie et la forme, préparant le matériau pour la production de sable.
• Fabrication du sable : Obtient la granulométrie et la forme cubique souhaitées pour les applications de construction.
• Criblage : Assure une distribution granulométrique uniforme, essentielle au respect des spécifications du projet.
• Lavage et déshydratation : Élimine les impuretés et l’excès d’humidité, améliorant ainsi la qualité du sable et sa facilité d’utilisation.

Procédés optionnels

Lavage du sable : Élimine les poussières fines et le limon, garantissant ainsi la conformité aux normes relatives au béton et Mortier.

Déshydratation : Réduit la teneur en humidité, améliore la manutention et prévient l’agglutination pendant le stockage.

Étude de cas : Installation d’un concasseur de pierres de carrière au Cameroun

Au Cameroun, l’essor de la construction dans des villes comme Douala et Yaoundé a accru la demande en granulats de haute qualité. Une carrière de la région du Littoral, près de Douala, a mis en place avec succès une usine de production de sable M-Sand afin de pallier les pénuries locales de sable et de réduire sa dépendance au sable de rivière.

Optimisation du procédé

La carrière a mis en place un système en circuit fermé, recyclant les particules surdimensionnées vers le concasseur VSI pour leur retraitement, améliorant ainsi le rendement. Un tamis de déshydratation a permis d’obtenir un sable à faible teneur en humidité, adapté à une utilisation immédiate dans les centrales à béton.