近兩年，隨著環(huán)保整治力度的不斷加大，多地河道采砂遭到禁止。通過石料破碎后再打磨而成的機(jī)制砂，正在逐步成為天然砂石的替代，機(jī)制砂的應(yīng)用也已經(jīng)成為全球的普遍趨勢。但是，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，機(jī)制砂也存在一些問題影響其質(zhì)量，如針片狀含量過多，細(xì)度模數(shù)偏大、石粉含量等。
 

成品砂石骨料的質(zhì)量，首先決定于砂石原料自身的質(zhì)量，但加工質(zhì)量對混凝土的性能也有重大的影響，且在一定的程度上影響混凝土的水泥用量，因此必須在生產(chǎn)過程中加以嚴(yán)格控制。特別是人工砂石料原料的質(zhì)量、軟弱顆粒含量、含泥量、針片狀含量、石粉含量、細(xì)度模數(shù)和含水率對混凝土性能影響較大，且在砂石料生產(chǎn)過程中難以控制，要盡可能防止各種質(zhì)量問題的出現(xiàn)，改善砂石骨料最終成品的質(zhì)量，以保證混凝土質(zhì)量。本文分享人工砂石生產(chǎn)中質(zhì)量控制的幾個要素。
 

在開采毛料前，需要清除料場頂部覆蓋層，要保證開采層表面沒有草根、覆蓋土等物質(zhì)。清理覆蓋層時，盡量保證一次性完成，而且需要留出一定的防護(hù)區(qū)寬度，避免在開采毛料時產(chǎn)生的振動使邊界位置覆蓋土滑落而再次混入毛料中。針對泥巖埋藏程度深淺不一、地下水位較高等情況，需要在進(jìn)行開采之前挖掘好排水渠，降低地下水水位；開采時，要按照從低向高的順序進(jìn)行開采，對于覆蓋層，保證剝離邊界的寬度大于規(guī)劃采區(qū)0.8m以上。對于開采的深度要嚴(yán)格控制，保證預(yù)留層的厚度＞0.2m。

軟弱顆粒的含量對一般和內(nèi)部混凝土不應(yīng)超過15%，對外部和有抗磨要求的混凝土不應(yīng)超過5%。過量的軟弱顆粒對混凝土的強(qiáng)度、抗磨和耐久性有明顯的影響。由于軟弱顆粒處理工藝復(fù)雜，費(fèi)用較高，因此通常在料源源頭采用人工控制，主要是肉眼分析判斷。一般工程以弱風(fēng)化帶下部作為料場無用層與有用層的分界線，將料場無用層作為棄料。另外合理組織采石場施工，采用先剝離無用層、后開采有用巖石的開采程序，達(dá)到減少軟弱顆粒含量的目的。對于強(qiáng)弱風(fēng)化層不太明顯、多溶溝、多溶洞的巖石首先采取肉眼分辨，預(yù)先棄除，也有采用高壓水沖洗的方法，以使軟弱顆粒含量滿足砂石料質(zhì)量要求。

人工砂石料生產(chǎn)工藝一般不會產(chǎn)生泥塊，主要是對砂石料含泥量的控制。成品砂石料含泥量的控制分源頭控制、系統(tǒng)加工工藝控制及生產(chǎn)組織措施。

源頭控制工序主要是合理組織料場施工，嚴(yán)格區(qū)分弱風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化界限，將強(qiáng)風(fēng)化料作為棄料。

系統(tǒng)加工工藝控制程序：在干式生產(chǎn)中，將經(jīng)粗碎后的巖石中的微量含泥進(jìn)行分離加工，篩去0-200mm的顆粒。在濕式生產(chǎn)中，一般設(shè)計(jì)多級沖洗機(jī)，并設(shè)置專門的清洗設(shè)備進(jìn)行處理，即將0-40mm巖石全部進(jìn)人洗泥機(jī)，為了洗去泥塊，專門設(shè)置沖洗脫水工序?qū)Τ善反止橇线M(jìn)行清洗，有效保證骨料含泥量達(dá)標(biāo)。

生產(chǎn)組織措施主要禁止無關(guān)設(shè)備和人員進(jìn)人成品料堆場；堆料場地面應(yīng)平整，并有適當(dāng)?shù)钠露群徒嘏潘O(shè)施；對于大型堆料場，地面應(yīng)有粒徑40-150mm的干凈料、壓實(shí)的石料墊層做護(hù)面；成品料的堆存時間不宜過長，盡量做到及時周轉(zhuǎn)使用，如系統(tǒng)中無二次篩分設(shè)施，而粗骨料污染又較嚴(yán)重時，還應(yīng)在進(jìn)人拌和樓（站）前設(shè)沖洗脫水設(shè)施。

人工粗骨料針片狀含量的質(zhì)量控制措施主要通過設(shè)備的選型，其次是在生產(chǎn)工藝上調(diào)節(jié)進(jìn)料的塊度。

由于各種巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的不同，巖石破碎后的粒形和級配也不盡相同。質(zhì)地堅(jiān)硬的石英砂巖及各種侵人火成巖粒形最差，針片狀含量多，而中等硬度的石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r針片狀含量很少。通過大量的試驗(yàn)證明，不同的破碎機(jī)產(chǎn)生針片狀含量效果不同。顎式破碎機(jī)比旋回及圓錐破碎機(jī)生產(chǎn)的粗骨料的針片狀含量略高，而反擊式特別是捶式破碎機(jī)生產(chǎn)的粗骨料的針片狀含量顯著降低。

粗碎的針片狀含量大于中碎，中碎的針片狀含量又大于細(xì)碎。說明破碎比越大，針片狀含量越大，為改善骨料粒形，在生產(chǎn)工藝上應(yīng)盡量減小粗碎前的塊度，并盡量利用粗碎及中碎后的小石及中石制砂，利用細(xì)碎后的中小石作為粗骨料的成品，這樣也可以嚴(yán)格控制針片狀含量。

人工砂石粉含量指人工砂中小于0.16mm的顆粒的含量，人工砂石粉中小于0.08mm的顆?？梢砸暈橐环N惰性摻和料，適當(dāng)?shù)氖酆靠梢愿纳苹炷恋暮鸵仔?，提高混凝土密?shí)性，對提高混凝土性能有利。

干法制砂工藝中人工砂中的石粉含量一般較高，能滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。也有發(fā)現(xiàn)存在石粉含量大于標(biāo)準(zhǔn)的情況，這時應(yīng)考慮部分濕式生產(chǎn)，洗去部分石粉或選用風(fēng)機(jī)吸塵器設(shè)備吸出部分石粉，以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

濕法制砂工藝中人工砂中的石粉含量一般較低，大多數(shù)工程均要求回收部分石粉，以滿足工程需要。水電工程人工砂中的石粉回收主要有機(jī)械回收方式和人工回收方式兩種。在大型人工砂石料生產(chǎn)中或場地狹窄的工程，工藝上需設(shè)計(jì)石粉回收車間（或稱細(xì)砂回收車間），即將篩分車間和制砂車間螺旋分級機(jī)溢流水中帶走的石粉通過集流池，再回收利用。在小型人工砂石料生產(chǎn)中或場地寬敞的工程，也采用人工回收方式，來控制人工砂中的石粉含量，即對生產(chǎn)過程中洗砂機(jī)排放溢流水進(jìn)行自然存放脫水，自然存放脫水后的細(xì)砂可以用裝載機(jī)配合自卸汽車運(yùn)輸進(jìn)行添加。為了有效地控制石粉含量，常采取以下措施：

（1）通過不斷試驗(yàn)，有效控制石粉的添加量。

（2）在石粉添加斗的斗壁附有振動器，斗下安裝一臺螺旋分級機(jī)，通過螺旋分級機(jī)均勻地添加到成品砂人倉膠帶機(jī)上，使石粉得到均勻混合。

（3）廢水處理車間盡量靠近成品砂膠帶機(jī)，能用膠帶機(jī)順利轉(zhuǎn)運(yùn)，經(jīng)壓濾機(jī)干化后的石粉干餅經(jīng)雙輥破碎機(jī)加工成松散粉末狀，防止石粉成團(tuán)。

（4）在施工總布置中要考慮一個石粉堆存場，堆存場既可以調(diào)節(jié)添加量，又可以通過自然脫水降低含水率，在一定程度上調(diào)節(jié)成品砂的含水率。

成品砂應(yīng)滿足質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級配良好的要求比如混凝土砂細(xì)度模數(shù)應(yīng)在2.7-3.2比較合適。一般控制在2.8±0.1范圍內(nèi)，干混砂漿用砂細(xì)度模數(shù)可控制在2.3±0.1范圍內(nèi)，更加生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)通常采用以下技術(shù)措施控制和調(diào)節(jié)成品砂細(xì)度模數(shù):

1、篩分設(shè)備選購大型廠家生產(chǎn)質(zhì)量性能穩(wěn)定的產(chǎn)品確保有效的篩分分級；

2、制砂設(shè)備選用立軸沖擊式破碎機(jī)與篩分機(jī)形成閉路循環(huán)生產(chǎn)機(jī)制砂，在水電行業(yè)曾并輔以棒磨機(jī)調(diào)整機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)；

3、通過減少棒磨機(jī)的進(jìn)料量，進(jìn)料粒徑及鋼棒安裝量調(diào)減成品砂的細(xì)度模數(shù)，或調(diào)減立軸沖擊式破碎機(jī)的進(jìn)料量或進(jìn)料粒徑，減小成品砂的細(xì)度模數(shù)；

4、采用立軸沖擊式破碎機(jī)與棒磨機(jī)聯(lián)合制砂工藝并正確設(shè)置各臺立軸沖擊式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行參數(shù)，如線速度、以控制成品砂的細(xì)小顆粒，提高中間級配顆粒含量，調(diào)整成品砂級配；

5、成品砂堆放時盡量減緩料堆坡度避免離析造成級配變化。

為了使含水率降低到規(guī)定范圍內(nèi)且穩(wěn)定，目前大型工程主要采取機(jī)械脫水方式，中小型工程則以自然脫水為主。另外在生產(chǎn)中必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，對堆料砂倉進(jìn)行合理的改造和堆存，也可以有效控制人工砂含水率。

一般采取如下措施：

（1）一般系統(tǒng)工藝中首先要采用機(jī)械脫掉砂中大部分水分。目前采用最多的是振動篩脫水工藝，經(jīng)直線脫水篩脫水后的砂，能將原含水率20%-23%的砂脫到14%-17%；也有采用脫水效果好投資費(fèi)用相應(yīng)大的真空脫水和離心脫水。

（2）人工砂下料、堆存脫水及人工砂取料分開進(jìn)行的，一般堆存脫水3-5天后可使含水率降低到6%以內(nèi)且穩(wěn)定。

（3）使干法人工砂和脫水篩的人工砂混合進(jìn)人成品砂倉，可降低砂的含水率。

（4）在成品砂倉頂部搭設(shè)防雨棚，砂倉底部澆筑混凝土地板，并設(shè)置盲溝排水設(shè)施。每倉放完料后對盲溝進(jìn)行一次清理，加快自然脫水時間，也可有效降低成品砂含水量。

機(jī)制砂加工可以采用高性能破碎加工設(shè)備，這些設(shè)備破碎比大、處理能力高、產(chǎn)品粒形好；另一方面可以采用改進(jìn)篩分效率、改進(jìn)成品料質(zhì)量、有利環(huán)境保護(hù)的設(shè)備，提高工作效率，既達(dá)到提高成品質(zhì)量的目的，又可以降低生產(chǎn)成本。