淺析機(jī)制砂的生產(chǎn)工藝和在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

丁鵬生

天然砂是不可再資源。隨著大規(guī)模的開(kāi)采使用，已逐漸走向枯竭。有幸的是引起了國(guó)家和中央的重視，提出人與自然和諧共處可持續(xù)的發(fā)展要求，同時(shí)面對(duì)新的環(huán)境保護(hù)法的貫徹推行，全國(guó)各地相繼出臺(tái)有關(guān)禁令，逐步取締和禁止河砂的開(kāi)采使用；另外城市建設(shè)和公路等基礎(chǔ)設(shè)施的投資不斷加大和高速公路施工對(duì)石屑的明文禁止，勢(shì)必引起機(jī)制砂需用量的井噴式發(fā)展，面對(duì)市場(chǎng)上機(jī)制砂供應(yīng)的層次有別、良莠不齊，而高速公路新工藝、新材料、新設(shè)備的不斷應(yīng)用，對(duì)機(jī)制砂生產(chǎn)提出了更高要求。對(duì)此，我就對(duì)機(jī)制砂設(shè)備的采購(gòu)、生產(chǎn)過(guò)程控制、機(jī)制砂規(guī)范要求等方面的理解進(jìn)行闡述，讓機(jī)制砂的生產(chǎn)、制備有章可循，更好的為“一帶一路”建設(shè)服務(wù)。

1 機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備的選購(gòu)

在采購(gòu)機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備之前，要經(jīng)過(guò)認(rèn)真的市場(chǎng)調(diào)查，并有可能多調(diào)查幾家制砂質(zhì)量好的生產(chǎn)商，通過(guò)仔細(xì)詢問(wèn)、縱橫比較，最終確定幾家有合作意向的設(shè)備供應(yīng)商，需要特別注意的是，機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備不是成套設(shè)備，不同于拌和樓等已經(jīng)能夠集成且成套認(rèn)購(gòu)，制砂機(jī)廠商只是注重提供關(guān)鍵設(shè)備（如制砂機(jī)、振動(dòng)篩），而對(duì)配套設(shè)備（如除塵器、選粉機(jī)）則關(guān)心認(rèn)知程度不夠，如果選配不當(dāng)，在生產(chǎn)中對(duì)質(zhì)量、產(chǎn)量的控制會(huì)大受影響。為了避免配套設(shè)備的適配不當(dāng)，可采用分別采購(gòu)、幾家中標(biāo)的方法，廠家各自負(fù)責(zé)供應(yīng)設(shè)備的質(zhì)量和售后服務(wù)；當(dāng)然，國(guó)內(nèi)也有將制砂設(shè)備集成供應(yīng)的，但由于價(jià)格等因素，市場(chǎng)占有率不高；另外，制砂設(shè)備、配套設(shè)備功率都較大，需要的供電總功率要滿足要求，要充分考慮電機(jī)過(guò)載等因素。

2 機(jī)制砂場(chǎng)的選址

機(jī)制砂在生產(chǎn)過(guò)程不可避免產(chǎn)生粉塵，出現(xiàn)揚(yáng)塵現(xiàn)象，選址要遠(yuǎn)離公路和居住區(qū)，在條件允許的情況下，盡可能將生產(chǎn)場(chǎng)地和堆放原材料、成品機(jī)制砂的料棚采取防護(hù)設(shè)施進(jìn)行封閉，避免造成對(duì)環(huán)境直接的污染。

3 機(jī)制砂設(shè)備的安裝要點(diǎn)

要根據(jù)場(chǎng)地的大小、風(fēng)向、電力、水源、上料口、出行道路合理確定布設(shè)位置，為了減少裝載機(jī)的使用，可將上料倉(cāng)設(shè)置成半埋式地下料倉(cāng)。為了能夠很好的利用場(chǎng)地，布置設(shè)計(jì)緊湊比較好，這樣可減少輸送皮帶的用量；另外要考慮振動(dòng)篩的高度應(yīng)盡量降低，可減少輸送皮帶的輸送角度和頂端的電動(dòng)滾筒的功率。

4 機(jī)制砂的生產(chǎn)加工工藝

機(jī)制砂的加工生產(chǎn)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，基本雷同于碎石的生產(chǎn)工藝。首先母巖通過(guò)輸料皮帶進(jìn)入到制砂機(jī)（反擊式破碎機(jī)）后通過(guò)振動(dòng)篩分，將超粒徑料收集返回到上料倉(cāng)，合格的機(jī)制砂進(jìn)入到選粉機(jī)或分料器進(jìn)行專門的抽粉，在抽粉時(shí)要對(duì)抽粉量進(jìn)行專門控制。選粉機(jī)通過(guò)撒料、分級(jí)、成品收集三個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)粗細(xì)料的分離，其工作原理是采用氣粉混合形成氣-固兩相流，使含塵氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，粗粉粒獲得較大的慣性離心力，也產(chǎn)生較大的離析徑向運(yùn)動(dòng)速度，并以此實(shí)現(xiàn)粗細(xì)料分離，實(shí)際生產(chǎn)中，要根據(jù)不同的選粉要求配套相適宜的選粉機(jī)。由于高速公路養(yǎng)護(hù)考慮到原料的粘附性等指標(biāo)，一般要求生產(chǎn)用的母巖是石灰?guī)r或玄武巖，粒徑為10～30mm比較好，過(guò)大會(huì)降低生產(chǎn)效率，過(guò)小則增加成品中粉料（即0.075mm通過(guò)率）的含量。生產(chǎn)中對(duì)于細(xì)集料的含量要加強(qiáng)控制，在除塵和選粉機(jī)的雙重作用下，有時(shí)會(huì)將0.075mm的細(xì)料全部清除，偏低的0.075mm通過(guò)率也將影響機(jī)制砂的使用性，干法生產(chǎn)出的機(jī)制砂石粉含量一般控制在8%～10%，有時(shí)機(jī)制砂生產(chǎn)過(guò)程石粉含量可達(dá)總進(jìn)原石量的40%，必要時(shí)可加裝螺旋和臨時(shí)儲(chǔ)粉罐，通過(guò)試驗(yàn)，達(dá)到礦粉指標(biāo)的可作礦粉使用，這樣在一定程度上變廢為寶、降低生產(chǎn)成本。

為了進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)制砂的生產(chǎn)工藝和形成流水線的作業(yè)模式，建議在螺旋的選擇上短路徑注重輸送量，較長(zhǎng)路徑輸送采用刮板式，可有效降低故障率；另外為了能夠?qū)崿F(xiàn)快速裝車，建議在儲(chǔ)粉罐下安裝水泥散裝機(jī)，它能通過(guò)空氣輸送斜槽、充氣破拱形成流化粉流工藝；另外提出在儲(chǔ)粉罐與散裝機(jī)之間增加一套動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置——沖板流量計(jì)來(lái)測(cè)量其瞬間流量和累計(jì)流量，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)裝車。

5 機(jī)制砂的路用指標(biāo)要求

現(xiàn)行《公路工程路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）對(duì)機(jī)制砂要求主要控制指標(biāo)是亞加藍(lán)（MB）、壓碎值和0.075細(xì)集料的含量。

5.1 亞甲藍(lán)值MB控制

MB用于判定母巖中小于0.075mm顆粒含量主要是泥土還是被加工母巖化學(xué)成分相同的石粉的指標(biāo)。壓碎值是指機(jī)制砂在外力作用下抵抗破壞的能力，是間接表達(dá)機(jī)制砂堅(jiān)固性的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)也要求制砂母巖礦石中著重控制蒙脫石、高嶺土、伊犁石等物質(zhì)的含量，它們具有吸附能力強(qiáng)等特點(diǎn)，用在混凝土中會(huì)造成單位用水量過(guò)大、坍損大、和易性差等缺損，嚴(yán)重的還導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低、耐久性差。對(duì)于MB≤0.5的評(píng)定為Ⅰ類砂。

5.2 壓碎值

壓碎值直接影響所配制混凝土的強(qiáng)度，特別是對(duì)于高強(qiáng)度混凝土的影響最大，一般在20%～25%范圍內(nèi)。

5.3 機(jī)制砂中0.075mm以下顆粒含量

機(jī)制砂中的石粉是一種有效的填料，雖然不具有活性，但提高了混凝土的密實(shí)性，增強(qiáng)了與骨料界面的粘結(jié)力，有效提高混凝土的密實(shí)性，因此抗?jié)B性能得到提高；機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)其顆粒分析的試驗(yàn)方法見(jiàn)《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》JTJ058-2000，連續(xù)抽檢細(xì)度模數(shù)平均值相差不大于0.2，現(xiàn)場(chǎng)在堆放、裝卸、運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)注意機(jī)制砂顆粒離析、混入雜物，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)制砂應(yīng)按巖性、分級(jí)、規(guī)格分別堆放，堆放高度不宜超過(guò)5米。

6 機(jī)制砂在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

隨著高速公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的不斷提升，如SMA13、SUP13、Novabinder等斷級(jí)配瀝青料的應(yīng)用，對(duì)機(jī)制砂提出了更高的生產(chǎn)要求，也就是著眼于粒徑在0.075～2.36mm范圍內(nèi)的份額，而對(duì)粉量和2.36～4.75mm的數(shù)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，也勢(shì)必形成單位時(shí)間的生產(chǎn)量降低，同時(shí)為了防止生產(chǎn)中較大顆粒粘連篩網(wǎng)，建議采用防粘篩網(wǎng)。

7 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)制砂是控制瀝青路面級(jí)配和滲水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，除了在母材的的質(zhì)量上嚴(yán)格要求外，要做好生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制，從粒徑、級(jí)配、0.075mm含量上綜合考慮，同時(shí)要加強(qiáng)試驗(yàn)檢測(cè)頻率，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)照，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定和可控，發(fā)現(xiàn)并及時(shí)解決問(wèn)題，這樣才能為機(jī)制砂的標(biāo)準(zhǔn)化提供有力保證；另外，要根據(jù)使用需要，及時(shí)調(diào)整母材的巖性、壓碎值、粘附性等，做到場(chǎng)地生產(chǎn)向一線施工看齊，精細(xì)化過(guò)程控制為目標(biāo)質(zhì)量服務(wù)的理念，只有嚴(yán)格做到規(guī)范化、精細(xì)化、專業(yè)化，提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，才能真正實(shí)現(xiàn)“人便與行，貨暢其流”。

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