摘要：針對目前河砂資源嚴(yán)重匱乏的狀況，分析研究了商品混凝土攪拌站后倉系統(tǒng)建立精品砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)的可能性，提出了砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)的五個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，對精品機(jī)制砂、碎石用于混凝土試驗(yàn)，以及用于后倉系統(tǒng)必須解決的問題等，得出精品砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng)用于商品混凝土攪拌站是可行的。
關(guān)鍵詞：精品砂石骨料生產(chǎn)系統(tǒng) 預(yù)拌混凝土 精品機(jī)制砂 精品碎石 攪拌站后倉系統(tǒng)
福建省大部分地區(qū)商品混凝土采用的河砂源自漳州地區(qū)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2010年漳州河砂開采量達(dá)1000萬m3。隨著漳州地區(qū)天河砂資源的緊缺，其價(jià)格不斷攀高，省內(nèi)不少商混企業(yè)加大了對機(jī)制砂的利用，一定程度緩解了天然河砂需求。機(jī)制砂用于商品混凝土技術(shù)這幾年在國內(nèi)已經(jīng)非常成熟，但在福建省尚處于初步階段，主要受制于機(jī)制砂生產(chǎn)工藝落后以及機(jī)制砂質(zhì)量差的影響。
福建地區(qū)機(jī)制砂生產(chǎn)工藝基本以濕法生產(chǎn)為主，大多是在碎石礦山上用篩余的石屑進(jìn)行水洗，洗后的機(jī)制砂質(zhì)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以下顆粒基本空缺。這種機(jī)制砂生產(chǎn)出的混凝土用水量高、砂率大、經(jīng)時(shí)損失大、和易性不好、不易泵送、干縮大，容易出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不合格和裂縫等質(zhì)量問題。
福建地區(qū)預(yù)拌混凝土用碎石材質(zhì)主要以花崗巖為主，由于生產(chǎn)工藝技術(shù)落后，用鄂破或者圓錐破工藝生產(chǎn)出的碎石針片狀含量高(20％以上)、粒形差，用于大流態(tài)商品混凝土?xí)r出現(xiàn)和易性不佳、易泌水、不易泵送、砂率大，也容易出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不合格和裂縫等質(zhì)量問題，給商品混凝土攪拌站帶來嚴(yán)重困擾。
基于上述原因，商混企業(yè)在生產(chǎn)控制、成本控制方面困難重重，在原材料不斷漲價(jià)和資源嚴(yán)重匱乏的狀況下，經(jīng)營效益一直得不到改善。因此，尋求高質(zhì)量的機(jī)制砂和碎石一直以來都成為商混企業(yè)重中之重。筆者認(rèn)為要徹底解決高質(zhì)量的機(jī)制砂和碎石，就必須從生產(chǎn)工藝人手。經(jīng)過長期的考察、試驗(yàn)和調(diào)整，提出了以巴馬克原理、碎石整形制砂機(jī)為主導(dǎo)的破碎整形新型生產(chǎn)工藝可以給商混企業(yè)帶來福音。
1 碎石整形制砂生產(chǎn)工藝及其核心技術(shù)
1.1 新型碎石整形制砂生產(chǎn)工藝如下圖
該生產(chǎn)工藝采用干法生產(chǎn)，包括給料、碎石與機(jī)制砂整形、級配調(diào)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(shè)備包括給料機(jī)、整形制砂機(jī)、振動(dòng)篩、砂石粉分離機(jī)、級配調(diào)整機(jī)、膠帶輸送機(jī)、提升機(jī)、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(jìn)行加工整形，獲得符合一定比例要求和相關(guān)質(zhì)量要求的精品碎石和精品機(jī)制砂。
1.2 新型碎石整形制砂生產(chǎn)工藝核心技術(shù)
1.2.1 針片狀控制技術(shù)
系統(tǒng)的主設(shè)備為整形制砂機(jī)，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(jìn)入系統(tǒng)的針片狀粒形石料進(jìn)行整修，使產(chǎn)品達(dá)到最小的針片狀含量(5％以內(nèi))。
1.2.2 碎石與機(jī)制砂粒形控制技術(shù)
進(jìn)料的碎石原材料無論粒形有多差，在整形制砂機(jī)加級配調(diào)整機(jī)共同作用下，所產(chǎn)生的產(chǎn)品碎石呈多面體，接近圓形；產(chǎn)品機(jī)制砂粒形更接近天然砂。
1.2.3 級配調(diào)整控制技術(shù)
系統(tǒng)設(shè)置了級配調(diào)整設(shè)備組成的特殊生產(chǎn)回路，保證了機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)可以按照設(shè)定的要求調(diào)解，細(xì)度模數(shù)可以做到在2.3～3.1之間可調(diào)。經(jīng)過了該特殊生產(chǎn)回路的加工，同樣也可以做到機(jī)制砂產(chǎn)量的可調(diào)，能做到全部生產(chǎn)機(jī)制砂，也可以按比例調(diào)解砂石產(chǎn)量，從而解決了砂石成品不能均衡生產(chǎn)的要求。
1.2.4 石粉含量控制技術(shù)
系統(tǒng)采用了變頻控制砂石粉分離設(shè)備的分選氣流，使成品中石粉分離變得輕而易舉，并可以實(shí)行石粉含量的動(dòng)態(tài)控制，含粉量可以根據(jù)需要控制在6％以內(nèi)。
1.2.5 機(jī)制砂含水率控制技術(shù)
系統(tǒng)設(shè)置有拌濕功能模塊，能自動(dòng)控制成品機(jī)制砂含水率，符合商混企業(yè)的用砂習(xí)慣。徹底解決了經(jīng)常調(diào)整含水率的生產(chǎn)困擾。
2 精品機(jī)制砂及碎石應(yīng)用的試驗(yàn)對比
2.1 用花崗巖材質(zhì)的碎石通過該生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的精品機(jī)制砂和精品碎石質(zhì)量指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果如下表：
2.2 對比試驗(yàn)
2.2.1 試驗(yàn)用原材料
精品機(jī)制砂：花崗巖質(zhì)，質(zhì)量指標(biāo)如上述表1；
精品碎石：花崗巖質(zhì)，5～31.5mm連續(xù)級配，質(zhì)量指標(biāo)如上述表2；
天然河砂：Ⅱ區(qū)中砂、細(xì)度模數(shù)2.6、泥塊含量0.4％、含泥量1％；
水泥：閩福P.O42.5R，28天強(qiáng)度56.4Mpa；
粉煤灰：Ⅱ級F類，細(xì)度20％、需水量比102％、28天活性指數(shù)為71％；
粒化高爐礦渣粉：S95級，28天活性指數(shù)96％；
高效緩凝外加劑：LQ一100聚羧酸系，1.4％減水率23％、凝結(jié)時(shí)間12—14h、抗壓強(qiáng)度比130％。
2.2.2 配合比及試驗(yàn)結(jié)果
表中：w一水、C—P.O42.5R、F一粉煤灰、K一粒化高爐礦渣粉、A一聚羧酸LQ一100外加劑、S一河砂或機(jī)制砂、G一精品碎石5—31.5mm
全精品機(jī)制砂與天然河砂的試驗(yàn)對比：
2.2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
(1)精品機(jī)制砂較天然河砂的混凝土初始坍落度表現(xiàn)更佳，擴(kuò)展度更大，經(jīng)時(shí)損失更小，混凝土性能表現(xiàn)更為優(yōu)越；
(2)精品機(jī)制砂外加劑摻量均少于天然河砂，平均摻量少0.1％～0.15％。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由于采用了級配調(diào)整技術(shù)，精品機(jī)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(jī)制砂表現(xiàn)出的混凝土抗壓強(qiáng)度優(yōu)于天然河砂，約高一個(gè)等級，究其原因，巴馬克原理作用的機(jī)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(shí)。
(4)后續(xù)混凝土收縮試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用精品機(jī)制砂制作混凝土收縮率與天然河砂配制的混凝土相當(dāng)，究其原因是采用了石粉含量控制技術(shù)。
結(jié)論：精品機(jī)制砂在商品混凝土中的應(yīng)用技術(shù)屬成熟技術(shù)，可以改善混凝土工作性能，提高混凝土抗壓強(qiáng)度，改善混凝土抗?jié)B性能。
3 精品砂石骨料加工生產(chǎn)工藝在商混站后倉系統(tǒng)的設(shè)想
精品砂石骨料加工系統(tǒng)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(zhì)量不穩(wěn)定的難題。原材料的采購變得簡單了，只要解決了碎石材質(zhì)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(zhì)堅(jiān)硬、吸水率小，在福建地區(qū)到處都有，來源廣泛，采購價(jià)低。從生產(chǎn)控制的方便性(減少二次轉(zhuǎn)運(yùn)上倉)上看，可以大膽地設(shè)想把精品砂石骨料加工系統(tǒng)移到商混站內(nèi)，改造攪拌樓上料系統(tǒng)，但通過考察和分析發(fā)現(xiàn)，必須解決以下的環(huán)保和工藝問題：
(1)碎石儲(chǔ)料庫。精品砂石骨料加工系統(tǒng)屬干法生產(chǎn)，其原材料也應(yīng)是含水率較小的普通碎石，一旦碎石含水率大，則經(jīng)整形后的石粉就粘在精品碎石上，后續(xù)工藝就無法做到砂粉分離。
(2)噪聲。通過長期考察發(fā)現(xiàn)，精品砂石骨料生產(chǎn)工藝噪聲主要源自振動(dòng)篩，其篩網(wǎng)一般為鋼板網(wǎng)，分貝值在120dB左右，其他均較小，如果振動(dòng)篩采用聚氨酯篩網(wǎng)，分貝值可以降低到80dB以下。
(3)成品儲(chǔ)料倉。對混凝土攪拌樓的砂石上料系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用空中料倉的形式，至少設(shè)置三個(gè)大儲(chǔ)料倉，分別為5～20mm、16～31.5mm和精品機(jī)制砂，其他的料倉做為應(yīng)急儲(chǔ)料倉，這樣更加方便生產(chǎn)控制。
(4)粉塵。由于精品砂石骨料加工系統(tǒng)屬干法生產(chǎn)，用的原材料普通碎石含水率較少，設(shè)備間過渡一般采用敞開式膠帶輸送機(jī)，粉塵必將很多，在碎石儲(chǔ)料庫內(nèi)生產(chǎn)，對人員健康安全是極大的隱患，因此，必須設(shè)置封閉式的膠帶輸送機(jī)，到成品進(jìn)入成品儲(chǔ)料倉時(shí)再采取機(jī)制砂含水率控制技術(shù)。
4 結(jié)束語
在國內(nèi)，砂石骨料加工生產(chǎn)工藝方式很多，但要配套到生產(chǎn)出的精品還是很少，還要在商混站的后倉系統(tǒng)安營扎寨更是風(fēng)毛麟角。是有很多攪拌站這樣干過，但大多因?yàn)榕涮准夹g(shù)不過關(guān)而造成各種各樣的問題。筆者經(jīng)過長期實(shí)踐、試驗(yàn)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(xiàn)
1．高石粉含量機(jī)制砂在商品混凝土中的應(yīng)用.秦連平等.《商品混凝土》2008年04期
2．機(jī)制砂在預(yù)拌混凝土中的試驗(yàn)研究及應(yīng)用.張波等.《2007中國商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論文集》
編輯：金哲
