浅析精品砂石骨料加工系统在混凝土搅拌站生产应用与试验研究.doc

浅析精品砂石骨料加工系统在混凝土搅拌站生产应用与试验研究 陈志友 （厦门路桥翔通股份有限公司 361000 福建 厦门） 摘 要：针对目前河砂资源的严重匮乏，分析研究了商品混凝土搅拌站后仓系统建立精品砂石骨料生产系统的可能性，提出了砂石骨料生产系统的五个关键技术。对精品机制砂、碎石用于混凝土试验，实验证明精品砂石骨料生产系统用于商品混凝土生产是一种理想的选择。 关键词：预拌混凝土；精品机制砂；精品碎石；搅拌站后仓系统 The Analyse on Research and Application of High-quality Sandstone Aggregate Processing in Concrete Batching Plant CHEN Zhi-you (Sunstone Company, Xiamen 361000, Fujian) Abstract: Due to the inadequacy of river sand resource，a research on the possibilities of setting up a production system of high-quality sandstone aggregate in warehouse of concrete batching plant is under taking, which supposes five key technologies of sandstone aggregate production system. The experiments with which high-quality machine-made sand and macadam are used testify that high-quality sandstone aggregate production system for concrete production is an ideal option. Key words:ready-mixed concrete, high-quality machine-made sand, high-quality macadam, warehouse of batching plant 0前言 福建省大部分地区商品混凝土采用的河砂源自漳州地区，据不完全统计，2010年漳州河砂开采量达1000万m3。随着漳州地区天河砂资源的紧缺，其价格不断攀高，省内不少商混企业加大了对机制砂的利用，一定程度缓解了天然河砂需求。机制砂用于商品混凝土技术这几年在国内已经非常成熟，但在福建省尚处于初步阶段，主要受制于机制砂生产工艺落后以及机制砂质量差的影响。 福建地区机制砂生产工艺基本以湿法生产为主，大多是在碎石矿山上用筛余的石屑进行水洗，洗后的机制砂质量存在有以下问题：含粉量不均匀、MB值高、级配不好、粒形不好、0.075mm以下颗粒基本空缺。这种机制砂生产出的混凝土用水量高、砂率大、经时损失大、和易性不好、不易泵送、干缩大，容易出现混凝土强度不合格和裂缝等质量问题。 福建地区预拌混凝土用碎石材质主要以花岗岩为主，由于生产工艺技术落后，用鄂破或者圆锥破工艺生产出的碎石针片状含量高（20%以上）、粒形差，用于大流态商品混凝土时出现和易性不佳、易泌水、不易泵送、砂率大，也容易出现混凝土强度不合格和裂缝等质量问题，给商品混凝土搅拌站带来严重困扰。 基于上述原因，商混企业在生产控制、成本控制方面困难重重，在原材料不断涨价和资源严重匮乏的状况下，经营效益一直得不到改善。因此，寻求高质量的机制砂和碎石一直以来都成为商混企业重中之重。笔者认为要彻底解决高质量的机制砂和碎石，就必须从生产工艺入手。经过长期的考察、试验和调整，提出了以巴马克原理、碎石整形制砂机为主导的破碎整形新型生产工艺可以给商混企业带来福音。 1碎石整形制砂生产工艺及其核心技术 1.1新型碎石整形制砂生产工艺如下图： 该生产工艺采用干法生产，包括给料、碎石与机制砂整形、级配调整、筛分、砂粉分离、粉尘收集、输送、电气控制、拌湿等工作模块，主要设备包括给料机、整形制砂机、振动筛、砂石粉分离机、级配调整机、胶带输送机、提升机、除尘器、粉罐、集中电控等，可以对入料尺寸为50mm以下各种岩石、河卵石、建筑垃圾等颗粒进行加工整形，获得符合一定比例要求和相关质量要求的精品碎石和精品机制砂。 1.2新型碎石整形制砂生产工艺核心技术 1.2.1针片状控制技术 系统的主设备为整形制砂机，巴马克原理破碎方式，即依赖于石料与石料之间的碰撞，对进入系统的针片状粒形石料进行整修，使产品达到最小的针片状含量（5%以内）。 1.2.2碎石与机制砂粒形控制技术 进料的碎石原材料无论粒形有多差，在整形制砂机加级配调整机共同作用下，所产生的产品碎石呈多面体，接近圆形；产品机制砂粒形更接近天然砂。 1.2.3级配调整控制技术 系统设置了级配调整设备组成的特殊生产回路，保证了机制砂的细度模数可以按照设定的要求调解，细度模数可以做到在2.3～3.1之间可调。经过了该特殊生产回路的加工，同样也可以做到机制砂产量的可调，能做到全部生产机制砂，也可以按比例调解砂石产量，从而解决了砂石成品不能均衡生产的要求。 1.2.4石粉含量控制技术 系统采用了变频控制砂石粉分离设备的分选气流，使成品中石粉分离变得轻而易举，并可以实行石粉含量的动态控制，含粉量可以根据需要控制在6%以内。 1.2.5机制砂含水率控制技术 系统设置有拌湿功能模块，能自动控制成品机制砂含水率，符合商混企业的用砂习惯。彻底解决了经常调整含水率的生产困扰。 2精品机制砂及碎石应用的试验对比 2.1用花岗岩材质的碎石通过该生产系统生产的精品机制砂和精品碎石质量指标检验结果如下表： 精品机制砂性能 表1 石粉含量 泥块含量 细度 表观密度 堆积密度 空隙率 % % 模数 Kg/cm3 Kg/cm3 % 3.4 0.1 2.6 2620 1540 41% 精品碎石性能 表2 含泥量 泥块含量 针片状含量 压碎指标 表观密度 堆积密度 空隙率 % % % % Kg/cm3 Kg/cm3 % 0.5 0.2 7.5 7.9 2640 1530 42% 2.2对比试验 2.2.1试验用原材料 精品机制砂：花岗岩质，质量指标如上述表1； 精品碎石：花岗岩质，5～31.5mm连续级配，质量指标如上述表2； 天然河砂：Ⅱ区中砂、细度模数2.6、泥块含量0.4%、含泥量1%； 水泥：闽福P.O42.5R，28天强度56.4Mpa； 粉煤灰：Ⅱ级F类，细度20%、需水量比102%、28天活性指数为71%； 粒化高炉矿渣粉：S95级,28天活性指数96%； 高效缓凝外加剂：LQ—100聚羧酸系，1.4%减水率23%、凝结时间12-14h、抗压强度比130%。 2.2.2配合比及试验结果 全精品机制砂与天然河砂的试验对比：配合比 表3 强度 等级 水胶比 砂率 外加剂 掺量 配合比 W C F K A S G C25-河 0.55 43% 1.55% 178 210 49 65 5.01 782 1036 C25-机 0.55 43% 1.4% 178 210 49 65 4.53 782 1036 C30-河 0.50 42% 1.6% 172 224 52 69 5.51 762 1052 C30-机 0.50 42% 1.5% 172 224 52 69 5.16 762 1052 C35-河 0.45 41% 1.65% 168 243 56 75 6.16 737 1061 C35-机 0.45 41% 1.55% 168 243 56 75 5.79 737 1061 C40-河 0.40 40% 1.7% 164 267 62 82 6.97 710 1066 C40-机 0.40 40% 1.6% 164 267 62 82 6.56 710 1066 表中:W-水、C-P.O42.5R、F-粉煤灰、K-粒化高炉矿渣粉、A-聚羧酸LQ-100外加剂、S-河砂或机制砂、G-精品碎石5-31.5mm 全精品机制砂与天然河砂的试验对比：混凝土工作性能与力学性能 表4 强度等级 初始坍落度（mm） 扩展度（mm） 工作性描述 1h坍落度（mm） 抗压强度（Mpa） 7d 28d C25-河 180 460×460 良好 140 23.2 33.5 C25-机 180 470×465 良好 170 26.8 37.4 C30-河 190 470×465 良好 160 28.6 39.2 C30-机 195 485×495 良好 180 33.4 42.9 C35-河 195 510×500 优 160 32.2 43.9 C35-机 195 515×510 优 190 38.8 48.6 C40-河 200 520×525 优 170 40.5 51.3 C40-机 200 530×520 优 180 43.5 55.6 2.2.3试验结果分析 1）精品机制砂较天然河砂的混凝土初始坍落度表现更佳，扩展度更大，经时损失更小，混凝土性能表现更为优越； 2）精品机制砂外加剂掺量均少于天然河砂，平均掺量少0.1%～0.15%。经研究发现，由于采用了级配调整技术，精品机制砂级配更为合理，含泥量少，泥块含量少，因此，外加剂掺量少。 3）精品机制砂表现出的混凝土抗压强度优于天然河砂，约高一个等级，究其原因，巴马克原理作用的机制砂粒形为多面圆体，级配合理，空隙率小，含泥量少，与水泥浆体更具良好的粘接能力，混凝土更加密实。 4）后续混凝土收缩试验结果发现，用精品机制砂制作混凝土收缩率与天然河砂配制的混凝土相当，究其原因是采用了石粉含量控制技术。 结论：精品机制砂在商品混凝土中的应用技术属成熟技术，可以改善混凝土工作性能，提高混凝土抗压强度，改善混凝土抗渗性能。 3 精品砂石骨料加工生产工艺在商混站后仓系统的设想 精品砂石骨料加工系统所采用的原材料要求低，可以很好地解决了商混站砂石来源和质量不稳定的难题。原材料的采购变得简单了，只要解决了碎石材质问题即可，因此，建议采用鄂破加二道筛分工艺即可的5～50mm普通花岗岩碎石，这种碎石材质坚硬、吸水率小，在福建地区到处都有，来源广泛，采购价低。从生产控制的方便性（减少二次转运上仓）上看，可以大胆地设想把精品砂石骨料加工系统移到商混站内，改造搅拌楼上料系统，但通过考察和分析发现，必须解决以下的环保和工艺问题： 1）碎石储料库。精品砂石骨料加工系统属干法生产，其原材料也应是含水率较小的普通碎石，一旦碎石含水率大，则经整形后的石粉就粘在精品碎石上，后续工艺就无法做到砂粉分离。 2）噪声。通过长期考察发现，精品砂石骨料生产工艺噪声主要源自振动筛，其筛网一般为钢板网，分贝值在120dB左右，其他均较小，如果振动筛采用聚氨酯筛网，分贝值可以