淺談機(jī)制砂生產(chǎn)研究與應(yīng)用

鄭歡++霍斌++成家園++尚敏++李斌

摘 要：目前最大的建筑材料是混凝土，它的主要原材料之一是砂，包括天然砂和機(jī)制砂。由于自然資源的限制，機(jī)制砂應(yīng)運(yùn)而生，它的出現(xiàn)解決了混凝土行業(yè)中砂石緊缺的局面。隨著土木建設(shè)的日趨發(fā)展和完善，天然砂日益緊缺，我們應(yīng)重新審視集料對(duì)混凝土性能的影響。本文探討了機(jī)制砂的生產(chǎn)現(xiàn)狀，研究了機(jī)制砂的生產(chǎn)工藝改進(jìn)及質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：機(jī)制砂；生產(chǎn)現(xiàn)狀；工藝改進(jìn)；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TU528.041 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）02-0097-01

1 前言

機(jī)制砂（Manufactured sand），屬于人工砂的一種，是由機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖的顆粒，用專門的制砂機(jī)生產(chǎn)，一般含有10～15%左右的石粉（粒徑小于75um的巖石顆粒），級(jí)配中大于2.36mm和小于0.15mm的顆粒偏多，呈現(xiàn)“兩頭大中間小”的態(tài)勢。細(xì)度模數(shù)普遍在3.0～3.7內(nèi)，顆粒形貌不好多呈三角體或方矩體，多棱角，針片狀顆粒較多，表面粗糙，石粉含量不可控制。普通機(jī)制砂無法滿足高性能混凝土的要求，高品質(zhì)機(jī)制砂粒型較普通機(jī)制砂更接近球體，經(jīng)過顆粒整形工序后其表面粗糙程度降低，棱角更加圓潤，粗糙度指標(biāo)低于普通機(jī)制砂，且含泥量、石粉含量得到有效控制。

2 機(jī)制砂的生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1 無專業(yè)化設(shè)計(jì)理念、設(shè)備選型不合理、生產(chǎn)工藝落后、生產(chǎn)規(guī)模小

機(jī)制砂生產(chǎn)工藝流程和裝備是建立在對(duì)巖石物料特性及終端產(chǎn)品性能要充分掌握的情況下，選擇合適的生產(chǎn)設(shè)備，進(jìn)行有機(jī)結(jié)合、分工明確，互相匹配。而我國目前，一方面專業(yè)化的機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)計(jì)人員缺乏，研究的熱點(diǎn)大都放在機(jī)制砂的特性及機(jī)制砂混凝土的配制和性能上，而忽視制機(jī)砂制備技術(shù)、設(shè)備、工藝的研究。另一方面，生產(chǎn)經(jīng)營者也認(rèn)為砂、石生產(chǎn)技術(shù)簡單，無須專業(yè)設(shè)計(jì)，更有甚者一味蠻干，土法上馬；再者，一些設(shè)備制造商，夸大宣傳，將一些簡單的粉碎、篩分設(shè)備，冠以新產(chǎn)品之名上市，從而致使設(shè)計(jì)建設(shè)的機(jī)制砂中，設(shè)備選型不合理，生產(chǎn)工藝落后。這必然導(dǎo)致生產(chǎn)的機(jī)制砂不合要求[1]。

2.2 管理混亂、技術(shù)薄弱、質(zhì)量淡漠

我國砂、石行業(yè)的從業(yè)者，大多數(shù)沒有經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)，技術(shù)素質(zhì)低，即使采用先進(jìn)的設(shè)備、工藝，也不懂得如何使用與維護(hù)。同時(shí)，對(duì)機(jī)制砂技術(shù)要求也缺乏了解和認(rèn)識(shí)，沒有級(jí)配、細(xì)度模數(shù)、石粉含量、泥含量的概念，也沒有試驗(yàn)室和必要的質(zhì)量檢測設(shè)備和條件，加之管理混亂，這些也是導(dǎo)致我國普遍存在的機(jī)制砂質(zhì)量差的主要原因。因此，機(jī)制砂生產(chǎn)的前提必須做好前期規(guī)劃，合理選擇設(shè)備，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，加強(qiáng)技術(shù)質(zhì)量管理。

3 機(jī)制砂的生產(chǎn)工藝改進(jìn)及質(zhì)量控制

3.1 機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備的選定

沖擊式破碎機(jī)是決定機(jī)制砂質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，其設(shè)備性能的好壞直接影響機(jī)制砂的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。其生產(chǎn)線自動(dòng)化程度高，流程簡單；運(yùn)行可靠，操作方便，高效節(jié)能；生產(chǎn)效率高、運(yùn)行成本低、產(chǎn)量大、收益高、成品石子粒度均勻、粒形好；占地面積小，投資經(jīng)濟(jì)效益高，碎石料品質(zhì)好，石粉產(chǎn)出率低。沖擊式破碎機(jī)的破碎作用，主要發(fā)生在物料的節(jié)理面、組織脆弱處和裂縫等，具有選擇破碎的特點(diǎn)。故破碎效率高，產(chǎn)量大，電耗低（比顎式破碎機(jī)省電1/3），產(chǎn)品粒度均勻，顆粒方正率高。近十年來，隨著我國建設(shè)對(duì)機(jī)制砂需求量的增加及質(zhì)量意識(shí)的提升，國內(nèi)紛紛引進(jìn)國外技術(shù)，進(jìn)行消化吸收或自主開發(fā)，推出系列新型制砂機(jī)，如PCL250型沖擊式制砂機(jī)。

3.2 機(jī)制砂石粉含量的控制

高性能高標(biāo)號(hào)機(jī)制砂混凝土所用細(xì)集料要求較高，部分地區(qū)對(duì)細(xì)集料的石粉含量均作出要求，如貴州地方標(biāo)準(zhǔn)《DB 24/016-2010》要求，C50以上混凝土石粉含量不得超過7%，遂在生產(chǎn)過程中，采用環(huán)保型除塵器 DMCA-300-Ⅱ除塵裝置對(duì)骨料進(jìn)行除塵處理，對(duì)于除塵后的機(jī)制砂進(jìn)行多次取樣檢測，粉塵含量和潔凈度（含泥量）仍不能滿足設(shè)計(jì)施工要求。可以利用5-10mm小碎石進(jìn)行二次破碎，再經(jīng)過除塵，振篩處理，得到比較優(yōu)質(zhì)的機(jī)制砂，多次取樣試驗(yàn)表明，只有這樣生產(chǎn)出的機(jī)制砂才能滿足設(shè)計(jì)施工的需要，對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性也有了保證。

3.3 機(jī)制砂的主要性能指標(biāo)控制措施

建立三級(jí)質(zhì)量管理體系：（1）自建砂石料場生產(chǎn)機(jī)制砂后通知施工單位試驗(yàn)室進(jìn)行抽檢，合格后運(yùn)至混凝土攪拌站統(tǒng)一存放使用，未檢或檢驗(yàn)不合格的機(jī)制砂不得出廠。（2）駐地辦監(jiān)理單位加強(qiáng)監(jiān)督施工單位的自檢，同時(shí)加大抽檢力度，抽檢不合格的機(jī)制砂及時(shí)清退出施工現(xiàn)場，如抽檢不合格，可對(duì)施工單位進(jìn)行相應(yīng)的處罰并上報(bào)總監(jiān)辦。（3）總監(jiān)辦中心試驗(yàn)室加強(qiáng)對(duì)機(jī)制砂質(zhì)量監(jiān)督管理，對(duì)施工單位加強(qiáng)巡檢力度，若抽檢不合格的機(jī)制砂及時(shí)清退出施工現(xiàn)場，同時(shí)對(duì)施工單位進(jìn)行相應(yīng)的處罰并上報(bào)。

4 應(yīng)用實(shí)例

對(duì)于砂少石多的貴州山區(qū)，從上個(gè)世紀(jì)70年代就已開始采用機(jī)制砂代替天然砂。目前貴州省高速公路建設(shè)配制混凝土用砂已基本實(shí)現(xiàn)采用機(jī)制砂，并廣泛運(yùn)用于高速公路建設(shè)中機(jī)制砂配制的混凝土最高強(qiáng)度等級(jí)為C55。廈蓉高速公路織金至納雍段武佐河特大橋，根據(jù)經(jīng)濟(jì)合理、就地取材的原則，全橋混凝土采用機(jī)制砂配制。混凝土設(shè)計(jì)最高強(qiáng)度等級(jí)為C60，項(xiàng)目建設(shè)單位專門成立了用機(jī)制砂配制C60高性能混凝土科研項(xiàng)目，研究機(jī)制砂用于高性能混凝土。經(jīng)過程檢測及施工驗(yàn)收，全橋機(jī)制砂質(zhì)量合格，滿足施工需要；混凝土施工質(zhì)量，成品質(zhì)量、耐久性均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求[2]。

5 結(jié)語

隨著混凝土的發(fā)展和技術(shù)要求的不斷增高，混凝土對(duì)砂（或稱為細(xì)骨料、細(xì)集料）的技術(shù)要求越來越高，特別是高強(qiáng)高性能混凝土（抗壓強(qiáng)度不低于C60），能滿足其要求的天然砂數(shù)量越來越少，甚至沒有，所以機(jī)制砂在工程中的地位越來越重要，現(xiàn)已成為建設(shè)用砂的重要來源。在工程建設(shè)過程中，砂石作為混凝土結(jié)構(gòu)材料的重要組成部分，其質(zhì)量優(yōu)劣對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量及耐久性具有舉足輕重的影響。在機(jī)制砂生產(chǎn)使用過程中，采用先進(jìn)的生產(chǎn)手段和科學(xué)的管理辦法，提高機(jī)制砂的生產(chǎn)水平和機(jī)制砂的質(zhì)量，這樣才能讓機(jī)制砂向優(yōu)質(zhì)化更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊文烈，邸春福.機(jī)制砂的生產(chǎn)及在混凝土中的應(yīng)用[J].混凝土，2008（6）：113-117.

[2]蔡基偉，李北星，等.石粉對(duì)機(jī)制砂混凝土性能的影響及機(jī)理研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（4）：27-30.