楊房溝混凝土人工骨料生產質量控制

陳 方 斌

(中國水利水電第七工程局有限公司， 四川 成都 610213)

1 概 述

“混凝土是現代使用最廣的建筑材料，骨料占混凝土的70%以上，是組成混凝土最主要的的材料。因此需重視骨料的綜合性能和對混凝土性能的綜合影響，水電工程重視料源母料的穩定性和骨料的綜合性能要求(如骨料的強度、有害物質的影響、堅固性和吸水率、骨料級配、粒形等)，同時更要重視骨料對混凝土性能的影響(如混凝土工作性、強度、彈模、極限拉伸、干縮、自身體積變形、徐變、熱學性能等)”[1]。筆者以楊房溝水電站上鋪子溝砂石加工系統硬質巖人工碎石如何開展骨料顆粒級配質量控制進行剖析，通過運用科學手段及試驗數據指導生產的方法進行生產質量控制，確保了系統生產的360萬t各粒級人工碎石生產質量均達到優良質量等級。

2 混凝土對骨料的要求及生產工藝

2.1 混凝土對骨料的要求

楊房溝工程質量目標是“確保獲得電力優質工程獎，爭創國家優質工程金獎”，骨料質量必須滿足《水工混凝土施工規范》DL/T5144—2015中“粗骨料品質要求”[2]，生產質量達到《水電水利基本建設工程單元工程質量等級評定標準》(第一部分：土建工程)規定的優良質量等級。

2.2 料源的物理力學特性

系統人工骨料生產所用料源為工程開挖有用料和金波石料場開采石料，金波料場基巖巖性為花崗閃長巖，以堅硬的弱～微風化巖為主，局部強風化巖厚約0.75～3.95 m，平均RQD值為46.7%～79.3%。經試驗檢測，弱風化上段花崗閃長巖飽和抗壓強度范圍值29.67～92.83 MPa，平均值65.77 MPa；弱風化下段花崗閃長巖飽和抗壓強度范圍值45.5～97.63 MPa，平均值71.92 MPa；微風化花崗閃長巖飽和抗壓強度范圍值59.19～122.38 MPa，平均值87.05 MPa，其物理力學性質見表1。

表1 花崗閃長巖巖石物理力學性質一覽表

2.3 生產工藝及設備選型

根據楊房溝工程混凝土對骨料的要求，結合母料花崗閃長巖生產過程中易破碎、易產粉的特性，為滿足骨料生產質量，確保各級骨料產品粒度特性，系統采用了“三段破碎+立軸+棒磨機輔助制砂+三級篩分”的生產工藝，同時在配置生產設備時充分考慮破碎后的骨料粒性。

(1)破碎工藝。粗碎車間分別在金波石料場斜井內配置2臺PG4265旋回破碎機作為石料破碎的粗碎設備，以滿足系統的生產需求。中碎設備選用破碎產品粒度特性好的3臺圓錐破碎機HP500。細碎設備選用破碎產品粒度特性好的3臺圓錐破碎機H4800。

(2)制砂工藝。制砂工藝選用了國際有名廠家生產的RP108D/D、CV229立軸沖擊式破碎機和國產的MBZ2136棒磨機聯合制砂。立軸制砂車間配置2臺RP108D/D、4臺CV229(或B9100)立軸沖擊式破碎機進行生產，其產品為成品小石和砂，該工序采用閉路循環生產，其目的是強制小石整型降低針片狀含量，并靈活調整人工砂的顆粒級配。棒磨制砂車間配置3臺MBZ2136棒磨機進行部分人工砂的生產，其主要作用是調節砂產品的細度模數和產品粒度特性。

(3)篩分沖洗工藝。系統共設有三個篩分車間，其第一、三篩分車間采用干法生產工藝，第一篩分車間配置2臺3YKR3060H重型圓振動，第三篩分車間配置6臺2 618 V高頻篩。第二篩分車間采用濕法生產，第二篩分車間配置6臺3YKR3060圓振動篩。同時另設特大石、大石沖洗篩分車間、小石、米石沖洗篩分車間，對成品粗骨料進行再次篩分分級和沖洗，以降低生產過程中骨料因跌落造成的骨料遜徑、裹粉。

3 人工骨料生產過程中存在的質量問題

系統于2017年10月建成，在10月5日至11月20日系統試生產期間，生產的粗骨料依據《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法》JGJ 52-2006“從皮帶運輸機上取樣時，應在皮帶運輸機機尾的出料處用接料器定時抽取砂4份、石8份組成個字一組樣品”[3]的取樣方法，在對應的成品骨料膠帶機上取樣，按照《水工混凝土砂石骨料試驗規程》DL/T5151—2014“卵石或碎石超遜徑顆粒含量試驗”[4]的檢測方法進行試驗檢測，檢測成果見表2。

表2 成品粗骨料膠帶機上取樣檢測成果統計表

檢測結果表明：各級配粗骨料中徑含量平均值都在43%左右，合格率約75%，中徑含量偏低，超徑含量存在超標，骨料級配不合理。

4 質量問題原因分析

根據系統“三段破碎+立軸+棒磨機輔助制砂+三級篩分” 的生產工藝和試生產質量狀況，結合以往類似項目工程經驗，中徑含量偏低，超徑含量存在超標，骨料級配不合理，一般應根據試驗調整各破碎車間設備開口和各篩分車間篩網孔徑。

4.1 破碎設備開口分析

對系統各破碎設備在不同開口情況下生產的骨料中徑含量進行檢測，檢測結果見表3。

表3 各破碎車間設備在不同開口情況下生產骨料中徑含量檢測結果統計表

試驗結果表明：破碎設備開口調整后破碎的骨料顆粒級配中各粒級中徑含量變化較大，因此破碎設備開口大小是影響人工骨料顆粒級配的原因之一。

4.2 篩網孔徑分析

對系統各篩分車間篩網配置情況進行分析，見表4，粗骨料質量檢測成果(表2)中各級配骨料的超徑含量超標表明各級配骨料的上限篩孔徑偏大，是影響人工碎石顆粒級配的原因之一。

表4 各篩分車間篩網配置情況統計表

5 采取措施

(1)調整各級破碎車間設備開口，并對各開口情況下生產的混合料進行篩分試驗，根據試驗結果確定各破碎設備的最佳開口。

根據各破碎車間設備不同開口情況下骨料級配試驗結果分析得出：粗碎車間旋回破(PG4265)最佳開口為150 mm，中碎車間圓錐破(HP500)最佳開口為45 mm，細碎車間圓錐破(H4800)最佳開口為30 mm。

表6 各破碎車間設備不同開口生產各級配骨料中徑含量對比表

(2)調整各篩分車間篩網孔徑，同時篩面上增加橡膠擋板。對系統各篩分車間篩網配置情況(表4)，調整為表7。

6 取得的效果

系統通過調整各破碎車間設備開口和各篩分車間篩網孔徑后，已生產360萬t硬質巖人工碎石，小石(5～20 mm)共計檢測1 033組，試驗檢測結果為：合格率為100%。中石(20～40 mm)共計檢測915組，試驗檢測結果為：合格率為100%。大石(40～80 mm)共計檢測436組，試驗檢測結果為：合格率為100%。特大石(80～150 mm)共計檢測363組，試驗檢測結果為：合格率為100%。依據《水電水利基本建設工程單元工程質量等級評定標準》(第一部分：土建工程)“砂石骨料生產品質質量等級評定，應符合下列規定。合格：主控項目符合質量標準，一般項目不少于70%的檢查點符合質量標準。優良：主控項目全部合格，一般項目不少于90%的檢查點符合質量標準”[5]。系統生產的硬質巖人工碎石質量等級達到優良標準。

7 結 語

依托楊房溝水電站上鋪子溝砂石加工系統工程，剖析硬質巖人工碎石顆粒級配不良產生的原因，通過試驗數據指導生產的方法進行生產質量控制，解決了人工碎石顆粒級配不合理的問題，確保了所生產的人工骨料生產質量達到優良質量水平，為類似人工碎石生產質量控制提供了很好的借鑒和參考意義。