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精品砂石骨料生產系統在商混站中的應用探討

來源:陳志友(廈門路橋翔通股份有限公司 福建廈門 361000)
時間:2015-01-30
摘要:針對目前河砂資源嚴重匱乏的狀況,分析研究了商品混凝土攪拌站后倉系統建立精品砂石骨料生產系統的可能性,提出了砂石骨料生產系統的五個關鍵技術,對精品機制砂、碎石用于混凝土試驗,以及用于后倉系統必須解決的問題等,得出精品砂石骨料生產系統用于商品混凝土攪拌站是可行的。

  關鍵詞:精品砂石骨料生產系統 預拌混凝土 精品機制砂 精品碎石 攪拌站后倉系統


  福建省大部分地區商品混凝土采用的河砂源自漳州地區,據不完全統計,2010年漳州河砂開采量達1000萬m3。隨著漳州地區天河砂資源的緊缺,其價格不斷攀高,省內不少商混企業加大了對機制砂的利用,一定程度緩解了天然河砂需求。機制砂用于商品混凝土技術這幾年在國內已經非常成熟,但在福建省尚處于初步階段,主要受制于機制砂生產工藝落后以及機制砂質量差的影響。
  
  福建地區機制砂生產工藝基本以濕法生產為主,大多是在碎石礦山上用篩余的石屑進行水洗,洗后的機制砂質量存在有以下問題:含粉量不均勻、MB值高、級配不好、粒形不好、0.075 mm以下顆?;究杖?。這種機制砂生產出的混凝土用水量高、砂率大、經時損失大、和易性不好、不易泵送、干縮大,容易出現混凝土強度不合格和裂縫等質量問題。
  
  福建地區預拌混凝土用碎石材質主要以花崗巖為主,由于生產工藝技術落后,用鄂破或者圓錐破工藝生產出的碎石針片狀含量高(20%以上)、粒形差,用于大流態商品混凝土時出現和易性不佳、易泌水、不易泵送、砂率大,也容易出現混凝土強度不合格和裂縫等質量問題,給商品混凝土攪拌站帶來嚴重困擾。
  
  基于上述原因,商混企業在生產控制、成本控制方面困難重重,在原材料不斷漲價和資源嚴重匱乏的狀況下,經營效益一直得不到改善。因此,尋求高質量的機制砂和碎石一直以來都成為商混企業重中之重。筆者認為要徹底解決高質量的機制砂和碎石,就必須從生產工藝人手。經過長期的考察、試驗和調整,提出了以巴馬克原理、碎石整形制砂機為主導的破碎整形新型生產工藝可以給商混企業帶來福音。
  
  1 碎石整形制砂生產工藝及其核心技術
  
  1.1 新型碎石整形制砂生產工藝如下圖
  
  該生產工藝采用干法生產,包括給料、碎石與機制砂整形、級配調整、篩分、砂粉分離、粉塵收集、輸送、電氣控制、拌濕等工作模塊,主要設備包括給料機、整形制砂機、振動篩、砂石粉分離機、級配調整機、膠帶輸送機、提升機、除塵器、粉罐、集中電控等,可以對入料尺寸為50mm以下各種巖石、河卵石、建筑垃圾等顆粒進行加工整形,獲得符合一定比例要求和相關質量要求的精品碎石和精品機制砂。



  
  1.2 新型碎石整形制砂生產工藝核心技術
  
  1.2.1 針片狀控制技術
  
  系統的主設備為整形制砂機,巴馬克原理破碎方式,即依賴于石料與石料之間的碰撞,對進入系統的針片狀粒形石料進行整修,使產品達到最小的針片狀含量(5%以內)。
  
  1.2.2 碎石與機制砂粒形控制技術
  
  進料的碎石原材料無論粒形有多差,在整形制砂機加級配調整機共同作用下,所產生的產品碎石呈多面體,接近圓形;產品機制砂粒形更接近天然砂。
  
  1.2.3 級配調整控制技術
  
  系統設置了級配調整設備組成的特殊生產回路,保證了機制砂的細度模數可以按照設定的要求調解,細度模數可以做到在2.3~3.1之間可調。經過了該特殊生產回路的加工,同樣也可以做到機制砂產量的可調,能做到全部生產機制砂,也可以按比例調解砂石產量,從而解決了砂石成品不能均衡生產的要求。
  
  1.2.4 石粉含量控制技術
  
  系統采用了變頻控制砂石粉分離設備的分選氣流,使成品中石粉分離變得輕而易舉,并可以實行石粉含量的動態控制,含粉量可以根據需要控制在6%以內。
  
  1.2.5 機制砂含水率控制技術
  
  系統設置有拌濕功能模塊,能自動控制成品機制砂含水率,符合商混企業的用砂習慣。徹底解決了經常調整含水率的生產困擾。
  
  2 精品機制砂及碎石應用的試驗對比
  
  2.1 用花崗巖材質的碎石通過該生產系統生產的精品機制砂和精品碎石質量指標檢驗結果如下表:


  
  2.2 對比試驗
  
  2.2.1 試驗用原材料
  
  精品機制砂:花崗巖質,質量指標如上述表1;
  
  精品碎石:花崗巖質,5~31.5mm連續級配,質量指標如上述表2;
  
  天然河砂:Ⅱ區中砂、細度模數2.6、泥塊含量0.4%、含泥量1%;
  
  水泥:閩福P.O42.5R,28天強度56.4Mpa;
  
  粉煤灰:Ⅱ級F類,細度20%、需水量比102%、28天活性指數為71%;
  
  ?;郀t礦渣粉:S95級,28天活性指數96%;
  
  高效緩凝外加劑:LQ一100聚羧酸系,1.4%減水率23%、凝結時間12—14h、抗壓強度比130%。
  
  2.2.2 配合比及試驗結果


  
  表中:w一水、C—P.O42.5R、F一粉煤灰、K一?;郀t礦渣粉、A一聚羧酸LQ一100外加劑、S一河砂或機制砂、G一精品碎石5—31.5mm
  
  全精品機制砂與天然河砂的試驗對比:


  
  2.2.3 試驗結果分析
  
  (1)精品機制砂較天然河砂的混凝土初始坍落度表現更佳,擴展度更大,經時損失更小,混凝土性能表現更為優越;
  
  (2)精品機制砂外加劑摻量均少于天然河砂,平均摻量少0.1%~0.15%。經研究發現,由于采用了級配調整技術,精品機制砂級配更為合理,含泥量少,泥塊含量少,因此,外加劑摻量少。
  
  (3)精品機制砂表現出的混凝土抗壓強度優于天然河砂,約高一個等級,究其原因,巴馬克原理作用的機制砂粒形為多面圓體,級配合理,空隙率小,含泥量少,與水泥漿體更具良好的粘接能力,混凝土更加密實。
  
  (4)后續混凝土收縮試驗結果發現,用精品機制砂制作混凝土收縮率與天然河砂配制的混凝土相當,究其原因是采用了石粉含量控制技術。
  
  結論:精品機制砂在商品混凝土中的應用技術屬成熟技術,可以改善混凝土工作性能,提高混凝土抗壓強度,改善混凝土抗滲性能。
  
  3 精品砂石骨料加工生產工藝在商混站后倉系統的設想
  
  精品砂石骨料加工系統所采用的原材料要求低,可以很好地解決了商混站砂石來源和質量不穩定的難題。原材料的采購變得簡單了,只要解決了碎石材質問題即可,因此,建議采用鄂破加二道篩分工藝即可的5~50mm普通花崗巖碎石,這種碎石材質堅硬、吸水率小,在福建地區到處都有,來源廣泛,采購價低。從生產控制的方便性(減少二次轉運上倉)上看,可以大膽地設想把精品砂石骨料加工系統移到商混站內,改造攪拌樓上料系統,但通過考察和分析發現,必須解決以下的環保和工藝問題:
  
  (1)碎石儲料庫。精品砂石骨料加工系統屬干法生產,其原材料也應是含水率較小的普通碎石,一旦碎石含水率大,則經整形后的石粉就粘在精品碎石上,后續工藝就無法做到砂粉分離。
  
  (2)噪聲。通過長期考察發現,精品砂石骨料生產工藝噪聲主要源自振動篩,其篩網一般為鋼板網,分貝值在120dB左右,其他均較小,如果振動篩采用聚氨酯篩網,分貝值可以降低到80dB以下。
  
  (3)成品儲料倉。對混凝土攪拌樓的砂石上料系統進行改造,采用空中料倉的形式,至少設置三個大儲料倉,分別為5~20mm、16~31.5mm和精品機制砂,其他的料倉做為應急儲料倉,這樣更加方便生產控制。
  
  (4)粉塵。由于精品砂石骨料加工系統屬干法生產,用的原材料普通碎石含水率較少,設備間過渡一般采用敞開式膠帶輸送機,粉塵必將很多,在碎石儲料庫內生產,對人員健康安全是極大的隱患,因此,必須設置封閉式的膠帶輸送機,到成品進入成品儲料倉時再采取機制砂含水率控制技術。
  
  4 結束語
  
  在國內,砂石骨料加工生產工藝方式很多,但要配套到生產出的精品還是很少,還要在商混站的后倉系統安營扎寨更是風毛麟角。是有很多攪拌站這樣干過,但大多因為配套技術不過關而造成各種各樣的問題。筆者經過長期實踐、試驗和考察,提出了自己的見解,拋磚引玉,供大家參考和探討。
  
  參考文獻
  
  1.高石粉含量機制砂在商品混凝土中的應用.秦連平等.《商品混凝土》2008年04期
  
  2.機制砂在預拌混凝土中的試驗研究及應用.張波等.《2007中國商品混凝土可持續發展論文集》


編輯:金哲

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