砂粉級(jí)配調(diào)節(jié)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究分析

李小平 林國橋

摘要：由于全國多數(shù)地區(qū)已采取限制或禁止河砂的采挖，為了滿足基建混凝土用砂的需求，本研究提出了一種新型砂粉級(jí)配調(diào)節(jié)機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)制砂條件，應(yīng)用環(huán)保智能碎石制砂機(jī)、新型數(shù)控反擊式制砂機(jī)，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)板錘與反擊襯板間隙、調(diào)節(jié)隔柵條數(shù)、調(diào)節(jié)供料量、調(diào)節(jié)篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)成品返回率，調(diào)節(jié)改變成品砂粒度，實(shí)現(xiàn)機(jī)制砂粒度可調(diào)可控。

關(guān)鍵詞：混凝土用砂;級(jí)配;調(diào)節(jié)機(jī);可調(diào)可控

1. 目的意義

由于基建混凝土用砂的急劇增加，河砂越來越少，為了保護(hù)環(huán)境，多數(shù)地區(qū)已采取限制或禁止河砂的采挖。基建混凝土用砂只能依靠石料制砂，但由于現(xiàn)有機(jī)制砂普遍采用錘式破碎機(jī)、對(duì)滾破碎機(jī)等運(yùn)用錘擊、碾壓、擠壓的模式制砂。所制的成品砂普遍存在幾個(gè)問題包括：

①粉料超標(biāo);

②針片狀超標(biāo);

③砂粉分離，皮帶輸送機(jī)將機(jī)制砂粉送至成品料堆時(shí)，顆粒較大的砂粒往往下行至成品料堆的下層，顆粒較小的粉料堆積在成品料堆的上層;

④粒度Φ0.16～2.5mm中間段砂量偏少;連續(xù)級(jí)配達(dá)不到要求，影響混凝土強(qiáng)度和基建工程質(zhì)量，可能會(huì)造成通車不久的新修公路損壞或現(xiàn)有樓房遇六級(jí)以上地震倒塌的現(xiàn)象。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本項(xiàng)目提出了一種新型砂粉級(jí)配調(diào)節(jié)機(jī)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)制砂條件，應(yīng)用環(huán)保智能碎石制砂機(jī)、新型數(shù)控反擊式制砂機(jī)，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)板錘與反擊襯板間隙、調(diào)節(jié)隔柵條數(shù)、調(diào)節(jié)供料量、調(diào)節(jié)篩網(wǎng)、調(diào)節(jié)成品返回率，調(diào)節(jié)改變成品砂粒度，實(shí)現(xiàn)機(jī)制砂粒度可調(diào)可控;應(yīng)用砂粉級(jí)配調(diào)節(jié)機(jī)，既能實(shí)現(xiàn)砂粉分離、抽走多余粉塵，調(diào)節(jié)成品砂的含粉量，又能避免顆粒砂流失;同時(shí)進(jìn)行成品砂粉增濕混攪，使所需留下的粉與砂粘為一體，避免砂粉分離，實(shí)現(xiàn)砂粉配比均勻合理，實(shí)現(xiàn)機(jī)制砂含粉率可調(diào)可控，使機(jī)制砂成品符合BG/T14684-2001的連續(xù)級(jí)配要求，有效解決砂粉級(jí)配不達(dá)標(biāo)的問題，確保混凝土強(qiáng)度和基建工程質(zhì)量。當(dāng)進(jìn)料粒度小于20mm的石灰石制砂時(shí)，應(yīng)用6板錘新型數(shù)控反擊式制砂機(jī);當(dāng)進(jìn)料粒度大于20mm、小于40mm的石灰石（小于15mm的鵝卵石）制砂時(shí)，應(yīng)用4板錘環(huán)保智能碎石制砂機(jī)或應(yīng)用4板錘新型數(shù)控反擊式制砂機(jī);當(dāng)進(jìn)料粒度大于40mm小于80mm的石灰石（大于15mm小于30mm的鵝卵石）制砂時(shí)，應(yīng)用3板錘環(huán)保智能碎石制砂機(jī)進(jìn)行機(jī)制砂;全面滿足用戶不同硬度、不同粒度原石料，不同粒度、不同含粉率成品砂，制砂的個(gè)性化要求。

2.市場(chǎng)預(yù)測(cè)

機(jī)制砂的級(jí)配對(duì)新拌混凝土的工作性影響很大，也影響硬化混凝土的許多性能，如強(qiáng)度、變形性能、熱學(xué)性能等等，也會(huì)影響混凝土的生產(chǎn)成本。較好的集料級(jí)配可以在較少的用水量的條件制備出工作性好的混凝土混合料，并能保證成型時(shí)不離析，得到均勻密實(shí)的混凝土。既保證了混凝土工程的施工質(zhì)量，改善了混凝土的性能，又降低了混凝土的成本。市場(chǎng)上沒有同類產(chǎn)品，是本公司首創(chuàng)。隨著國家城鎮(zhèn)化建設(shè)、新農(nóng)村建設(shè)，特別是國家實(shí)施“一帶一路”戰(zhàn)略，將有大批基礎(chǔ)建設(shè)工程需要碎石、制砂生產(chǎn)線設(shè)備。同時(shí)，國內(nèi)現(xiàn)有約10萬套傳統(tǒng)人工操作模式的碎石、制砂生產(chǎn)線，應(yīng)該進(jìn)行環(huán)保智能控制系統(tǒng)的升級(jí)改造，市場(chǎng)需求具大，將給我們帶來巨大商機(jī)。

3.發(fā)展趨勢(shì)

在機(jī)制砂石生產(chǎn)中，由于料源巖性的地域性、砂石工藝的多樣性，生產(chǎn)操作不規(guī)范性，導(dǎo)致機(jī)制砂在顆粒級(jí)配方面的形式上千差萬別，主要表現(xiàn)為：機(jī)制砂顆粒超徑比例過高，機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)偏大或偏小，級(jí)配不連續(xù)或0.6-2.36的顆粒偏少，顆粒級(jí)配穩(wěn)定性較差等問題，加上混凝土或砂漿施工方面的要求的不同，給機(jī)制砂的使用帶來一定的負(fù)面影響，不利于機(jī)制砂的廣泛推廣，也給機(jī)制砂企業(yè)造成較大的困惑，想盡各種辦法對(duì)機(jī)制砂的顆粒級(jí)配進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整和控制，希望機(jī)制砂的級(jí)配能夠?qū)崿F(xiàn)有效的調(diào)整控制成為機(jī)制砂石企業(yè)和砂石企業(yè)共同的目標(biāo)。根據(jù)試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐，市場(chǎng)上級(jí)配調(diào)節(jié)機(jī)一般可以通過工藝流程、破碎機(jī)類型、料源級(jí)配、篩子及篩網(wǎng)尺寸、細(xì)顆粒及石粉分離等幾個(gè)方進(jìn)行級(jí)配調(diào)整。

4.系統(tǒng)分析

下面對(duì)生產(chǎn)中對(duì)機(jī)制砂顆粒級(jí)配產(chǎn)生影響的主要因素和如何進(jìn)行級(jí)配調(diào)整進(jìn)行系統(tǒng)分析：

（1）工藝流程及破碎主機(jī)的影響，目前機(jī)制砂生產(chǎn)的工藝流程非常的多，主要是這幾種：

1）輥破碎機(jī)+篩分;

2）反擊式破碎機(jī)+篩分機(jī)械;

3）立軸破碎機(jī)+棒磨機(jī)+篩分機(jī)械;

4）立軸式破碎機(jī)+篩分機(jī)械+砂石粉分離（空氣篩）等;

雖然各種工藝流程都能夠生產(chǎn)出機(jī)制砂，但基本上難以落入二區(qū)中砂，目前從行業(yè)發(fā)展來看，立軸破碎機(jī)或反擊破碎機(jī)容易讓機(jī)制砂級(jí)配達(dá)到要求。特別是輥式破碎機(jī)或圓錐破碎機(jī)直接生產(chǎn)機(jī)制砂粒形也較差，針片狀特別多，只能勉強(qiáng)使用，使用時(shí)要對(duì)混凝土砂漿配方進(jìn)行必要的調(diào)整以滿足使用要求。

（2）料源的影響

料源巖性及其級(jí)配主要生產(chǎn)機(jī)制砂的重要因素，巖石可碎性不好，巖石出現(xiàn)風(fēng)化或軟巖（強(qiáng)度小于30MPa），含泥量較大且生產(chǎn)中不能較好的剔除，容易造成細(xì)顆粒特別，顆粒級(jí)配完全不符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，混凝土性能和成本均受到較大的影響，比如一種風(fēng)化花崗巖，風(fēng)化等級(jí)為強(qiáng)，抗壓強(qiáng)度小于40Mpa;破碎后0.6mm以下的顆粒占到60%以上，細(xì)顆粒嚴(yán)重偏高，雖然落入了二區(qū)，但細(xì)度模數(shù)只有1.9，不適合混凝土直接使用; 破碎機(jī)的料源也對(duì)機(jī)制砂級(jí)配產(chǎn)生影響，如果用立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)制砂，料源中5mm以下的太多，也難以達(dá)到較好的效果，一般在生產(chǎn)中，5mm以下的顆粒不應(yīng)超過20%，第一容易造成細(xì)顆粒偏多，特別是石粉增多不易于分離，對(duì)石粉分離壓力也較大。

（3）篩分及篩網(wǎng)尺寸的影響

機(jī)制砂石生產(chǎn)中，篩分是作為非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，篩分機(jī)械的選擇至關(guān)重要，如果選用概率篩，篩分的精度就要比厚層篩或直線篩要小些，容易出現(xiàn)超徑或遜徑的問題，所以在制砂線工藝流程設(shè)計(jì)中，對(duì)篩分 的選擇要予以重點(diǎn)考慮，如機(jī)制砂用于干混砂漿，那么就盡量不要使用概率篩，容易導(dǎo)致級(jí)配不符合要求。篩子的篩網(wǎng)尺寸與級(jí)配或細(xì)度模數(shù)有非常大的關(guān)系，一般認(rèn)為篩網(wǎng)可以直接控制2.36以上的機(jī)制砂顆粒百分含量。很多生產(chǎn)企業(yè)為了增大產(chǎn)量，過分的加大篩網(wǎng)尺寸、完全不考慮篩網(wǎng)對(duì)級(jí)配調(diào)整的影響。其實(shí)機(jī)制砂企業(yè)和砂石生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)充分關(guān)注篩網(wǎng)對(duì)機(jī)制砂級(jí)配調(diào)整的作用，篩網(wǎng)的選擇作為級(jí)配調(diào)整的核心方法，并結(jié)合巖性、破碎特點(diǎn)等選擇合適的篩網(wǎng)。

（4）石粉分離技術(shù)的影響

在生產(chǎn)機(jī)制砂過程中，不是是濕法生產(chǎn)工藝、還是干法生產(chǎn)工藝，都必須通過一定方法剔除多余的石粉，在濕法生產(chǎn)中，通過洗砂機(jī)沖洗石粉，但同時(shí)有大量的0.3mm左右的細(xì)顆粒機(jī)制砂流失，造成成品砂級(jí)配不合理，在干法生產(chǎn)中，采用風(fēng)選石粉，同樣容易造成細(xì)顆粒流失，必須對(duì)吸走的細(xì)顆粒加以控制并將細(xì)顆粒盡量返回系統(tǒng)，對(duì)級(jí)配進(jìn)行調(diào)整，達(dá)但是當(dāng)細(xì)顆粒較多時(shí)，可以通過加大剔除量以滿足成品砂級(jí)配要求。所以必須根據(jù)成品機(jī)制砂中細(xì)顆粒的含量多少，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，達(dá)到級(jí)配調(diào)整的目的。

韶關(guān)市科技計(jì)劃（產(chǎn)學(xué)研）資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)2018CS11914）