淺析機制砂的生產工藝和在高速公路養(yǎng)護中的應用

丁鵬生

天然砂是不可再資源。隨著大規(guī)模的開采使用，已逐漸走向枯竭。有幸的是引起了國家和中央的重視，提出人與自然和諧共處可持續(xù)的發(fā)展要求，同時面對新的環(huán)境保護法的貫徹推行，全國各地相繼出臺有關禁令，逐步取締和禁止河砂的開采使用；另外城市建設和公路等基礎設施的投資不斷加大和高速公路施工對石屑的明文禁止，勢必引起機制砂需用量的井噴式發(fā)展，面對市場上機制砂供應的層次有別、良莠不齊，而高速公路新工藝、新材料、新設備的不斷應用，對機制砂生產提出了更高要求。對此，我就對機制砂設備的采購、生產過程控制、機制砂規(guī)范要求等方面的理解進行闡述，讓機制砂的生產、制備有章可循，更好的為“一帶一路”建設服務。

1 機制砂生產設備的選購

在采購機制砂生產設備之前，要經過認真的市場調查，并有可能多調查幾家制砂質量好的生產商，通過仔細詢問、縱橫比較，最終確定幾家有合作意向的設備供應商，需要特別注意的是，機制砂生產設備不是成套設備，不同于拌和樓等已經能夠集成且成套認購，制砂機廠商只是注重提供關鍵設備（如制砂機、振動篩），而對配套設備（如除塵器、選粉機）則關心認知程度不夠，如果選配不當，在生產中對質量、產量的控制會大受影響。為了避免配套設備的適配不當，可采用分別采購、幾家中標的方法，廠家各自負責供應設備的質量和售后服務；當然，國內也有將制砂設備集成供應的，但由于價格等因素，市場占有率不高；另外，制砂設備、配套設備功率都較大，需要的供電總功率要滿足要求，要充分考慮電機過載等因素。

2 機制砂場的選址

機制砂在生產過程不可避免產生粉塵，出現(xiàn)揚塵現(xiàn)象，選址要遠離公路和居住區(qū)，在條件允許的情況下，盡可能將生產場地和堆放原材料、成品機制砂的料棚采取防護設施進行封閉，避免造成對環(huán)境直接的污染。

3 機制砂設備的安裝要點

要根據(jù)場地的大小、風向、電力、水源、上料口、出行道路合理確定布設位置，為了減少裝載機的使用，可將上料倉設置成半埋式地下料倉。為了能夠很好的利用場地，布置設計緊湊比較好，這樣可減少輸送皮帶的用量；另外要考慮振動篩的高度應盡量降低，可減少輸送皮帶的輸送角度和頂端的電動滾筒的功率。

4 機制砂的生產加工工藝

機制砂的加工生產過程比較簡單，基本雷同于碎石的生產工藝。首先母巖通過輸料皮帶進入到制砂機（反擊式破碎機）后通過振動篩分，將超粒徑料收集返回到上料倉，合格的機制砂進入到選粉機或分料器進行專門的抽粉，在抽粉時要對抽粉量進行專門控制。選粉機通過撒料、分級、成品收集三個過程實現(xiàn)粗細料的分離，其工作原理是采用氣粉混合形成氣-固兩相流，使含塵氣流產生旋轉，粗粉粒獲得較大的慣性離心力，也產生較大的離析徑向運動速度，并以此實現(xiàn)粗細料分離，實際生產中，要根據(jù)不同的選粉要求配套相適宜的選粉機。由于高速公路養(yǎng)護考慮到原料的粘附性等指標，一般要求生產用的母巖是石灰?guī)r或玄武巖，粒徑為10～30mm比較好，過大會降低生產效率，過小則增加成品中粉料（即0.075mm通過率）的含量。生產中對于細集料的含量要加強控制，在除塵和選粉機的雙重作用下，有時會將0.075mm的細料全部清除，偏低的0.075mm通過率也將影響機制砂的使用性，干法生產出的機制砂石粉含量一般控制在8%～10%，有時機制砂生產過程石粉含量可達總進原石量的40%，必要時可加裝螺旋和臨時儲粉罐，通過試驗，達到礦粉指標的可作礦粉使用，這樣在一定程度上變廢為寶、降低生產成本。

為了進一步優(yōu)化機制砂的生產工藝和形成流水線的作業(yè)模式，建議在螺旋的選擇上短路徑注重輸送量，較長路徑輸送采用刮板式，可有效降低故障率；另外為了能夠實現(xiàn)快速裝車，建議在儲粉罐下安裝水泥散裝機，它能通過空氣輸送斜槽、充氣破拱形成流化粉流工藝；另外提出在儲粉罐與散裝機之間增加一套動態(tài)計量裝置——沖板流量計來測量其瞬間流量和累計流量，實現(xiàn)精準裝車。

5 機制砂的路用指標要求

現(xiàn)行《公路工程路面施工技術規(guī)范》（JTG F40-2004）對機制砂要求主要控制指標是亞加藍（MB）、壓碎值和0.075細集料的含量。

5.1 亞甲藍值MB控制

MB用于判定母巖中小于0.075mm顆粒含量主要是泥土還是被加工母巖化學成分相同的石粉的指標。壓碎值是指機制砂在外力作用下抵抗破壞的能力，是間接表達機制砂堅固性的一個重要指標，同時也要求制砂母巖礦石中著重控制蒙脫石、高嶺土、伊犁石等物質的含量，它們具有吸附能力強等特點，用在混凝土中會造成單位用水量過大、坍損大、和易性差等缺損，嚴重的還導致混凝土強度降低、耐久性差。對于MB≤0.5的評定為Ⅰ類砂。

5.2 壓碎值

壓碎值直接影響所配制混凝土的強度，特別是對于高強度混凝土的影響最大，一般在20%～25%范圍內。

5.3 機制砂中0.075mm以下顆粒含量

機制砂中的石粉是一種有效的填料，雖然不具有活性，但提高了混凝土的密實性，增強了與骨料界面的粘結力，有效提高混凝土的密實性，因此抗?jié)B性能得到提高；機制砂的細度模數(shù)對其顆粒分析的試驗方法見《公路工程集料試驗規(guī)程》JTJ058-2000，連續(xù)抽檢細度模數(shù)平均值相差不大于0.2，現(xiàn)場在堆放、裝卸、運輸過程中應注意機制砂顆粒離析、混入雜物，進入施工現(xiàn)場的機制砂應按巖性、分級、規(guī)格分別堆放，堆放高度不宜超過5米。

6 機制砂在高速公路養(yǎng)護中的應用

隨著高速公路養(yǎng)護技術的不斷提升，如SMA13、SUP13、Novabinder等斷級配瀝青料的應用，對機制砂提出了更高的生產要求，也就是著眼于粒徑在0.075～2.36mm范圍內的份額，而對粉量和2.36～4.75mm的數(shù)量進行嚴格控制，也勢必形成單位時間的生產量降低，同時為了防止生產中較大顆粒粘連篩網，建議采用防粘篩網。

7 結束語

機制砂是控制瀝青路面級配和滲水的關鍵環(huán)節(jié)，除了在母材的的質量上嚴格要求外，要做好生產過程中的質量控制，從粒徑、級配、0.075mm含量上綜合考慮，同時要加強試驗檢測頻率，通過數(shù)據(jù)對照，確保生產的穩(wěn)定和可控，發(fā)現(xiàn)并及時解決問題，這樣才能為機制砂的標準化提供有力保證；另外，要根據(jù)使用需要，及時調整母材的巖性、壓碎值、粘附性等，做到場地生產向一線施工看齊，精細化過程控制為目標質量服務的理念，只有嚴格做到規(guī)范化、精細化、專業(yè)化，提高養(yǎng)護質量，才能真正實現(xiàn)“人便與行，貨暢其流”。

[責任編輯：劉展]