商品混凝土中機制砂的機制砂生產(chǎn)的應(yīng)用

趙 磊

(湖南株洲南方新材料科技有限公司荷塘分公司 湖南 株洲 412000)

一、機制砂及機制砂混凝土的基本特點

當前時期，許昌地區(qū)砂石資源極度緊缺，且價格昂貴。目前市場上最常見的禹州、郟縣、寶豐水洗機制砂存在著價格高，含泥量大，含水量不穩(wěn)定等種種不良因素，造成混凝土出廠質(zhì)量把控難度極大。市面上水洗機制砂細度模數(shù)一般在3.0～3.9，含泥量在10%～20%，普遍存在顆粒偏粗，顆粒分布是兩頭多中間少，即粗顆粒(2.36mm以上)和細顆粒(0.15mm以下)較多，中間顆粒(尤其是1.18～0.3mm之間)較少。

(一)機制砂具備的優(yōu)點

利用機制砂對混凝土進行配置的優(yōu)點包括：①使用工廠化的方式進行生產(chǎn)，在質(zhì)量方面可以得到很好的保證，也可以從相應(yīng)的選材以及破碎等工藝流程方面建立具體的質(zhì)量監(jiān)控體系，從而混凝土質(zhì)量可以得到良好的保障。②物理力學(xué)的性能比較良好。在生產(chǎn)機制砂的過程中可以選擇一些硬質(zhì)的巖石，不可以選擇軟質(zhì)以及有過風(fēng)化痕跡的巖石。與此同時，相應(yīng)的含泥(塊)量可以由人工進行篩選，這樣就可以對其進行良好的控制，進而生產(chǎn)出高強度的混凝土。③機制砂的顆粒級配、細度模數(shù)可以調(diào)整?？梢愿鶕?jù)工程的需要，結(jié)合母材的特點和混凝土的要求，對于機制砂的具體細度模數(shù)以及顆粒級配進行調(diào)整。在調(diào)整的過程中主要通過相應(yīng)的破碎設(shè)備以及工藝流程的具體選擇來實現(xiàn)。

(二)機制砂具備的缺點

①天然砂顆粒在外觀方面比較渾圓，表面非常光滑。天然中砂的細度模數(shù)為2.6～3.0，級配比較好，這樣對于混凝土的工作性能來講非常的有利。②機制砂當中一般含有石粉。石粉以及泥的粒徑通常都小于0.075mm，因為其中的成分不同，在細度方面相差比較大。泥顆粒一般都小于0.016mm，而相應(yīng)的石粉顆粒為0.016～0.075mm。通常來說，泥在砂的表面進行吸附，對于砂以及水泥之間的粘結(jié)起到嚴重的阻礙作用。面對這種情況可以使用適量的石粉在水泥以及細砂的空隙之間進行填充，這樣可以很好地增強機制砂混凝土的具體工作性能。

二、機制砂及機制砂混凝土應(yīng)用的基本概述

(一)應(yīng)用影響剖析

1.混凝土工作性能剖析

與傳統(tǒng)混凝土相比，機制砂混凝土在一定程度上材料特性差異較大，粒徑在75μm以下的石粉含量控制在10%，與傳統(tǒng)混凝土應(yīng)用效能相比，機制砂混凝土的使用能有效地調(diào)控混凝土集料，在降低骨料需水量的同時，還保障了工程整體性能，為預(yù)期施工作業(yè)目標的達成奠定了良好基礎(chǔ)。

2.混凝土抗性影響剖析

相比傳統(tǒng)天然砂混凝土，機制砂混凝土在使用過程中，石粉能發(fā)生水化反應(yīng)，由此在洗出晶體的同時，還極大地降低了工程施工作業(yè)成本，為預(yù)期施工目標的達成奠定了良好基礎(chǔ)。與此同時機制砂中的石灰石粉細度越大，活性效應(yīng)越明顯，通過增大機制砂細度，能在不斷提高混凝土抗性強度的同時，保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

3.體積穩(wěn)定性影響剖析

在彈性模量方面，機制砂混凝土遠高于天然砂混凝土，究其原因主要是因為在砂漿中，機制砂可充當骨架，由此在穩(wěn)定水泥石的同時，能增大粘結(jié)度，規(guī)避粘結(jié)面孔隙產(chǎn)生的同時，增強了水泥石強度，但不可否認的是，并非機制砂含量越高體積越穩(wěn)定，通常來講當石粉含量為12%時，機制砂混凝土的收縮率最大，超過12%時干縮率有所減少。

(二)應(yīng)用問題剖析

由于水洗機制砂的級配差，無法滿足《建筑用砂》中級配2區(qū)的技術(shù)指標，如果按現(xiàn)行配制參數(shù)生產(chǎn)全機制砂混凝土和易性會不好，易于離析泌水，難以滿足泵送混凝土要求。同時由于水洗機制砂表面粗糙，棱角多，且石粉含量普遍較高，從而導(dǎo)致機制砂混凝土和易性較易出現(xiàn)極端情況。

(三)優(yōu)化對策剖析

根據(jù)其特點，經(jīng)過大量的試配，現(xiàn)在混凝土公司基本的做法是：將市面上存在的水洗機制砂與特細砂(天然細砂細度模數(shù)0.4～0.9，含泥量5%～7%，泥塊含量在1%～3%)聯(lián)合按質(zhì)量比例(水洗機制砂：細砂比例大致為1：1～4：1之間)應(yīng)用于混凝土實際生產(chǎn)中。就目前來看，在現(xiàn)階段機制砂以及機制砂混凝土應(yīng)用率以及應(yīng)用范疇持續(xù)增加的新市場經(jīng)濟常態(tài)下，為從根本上確保應(yīng)用效益的最大化發(fā)揮，基層產(chǎn)業(yè)機構(gòu)和相關(guān)部門，還需做好如下工作，即：

1.提高對機制砂中石粉含量的關(guān)注度

通過上述分析可知，在當前機制砂以及機制砂混凝土應(yīng)用過程中，石粉量對于應(yīng)用性能的影響力是十分巨大的，根據(jù)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可了解到，機制砂中的石粉粒徑一般在是泥粒徑的四倍，適量的石粉在提高混凝土作業(yè)性能的基礎(chǔ)上，還有效地提高了工程施工質(zhì)量，在進行選擇時，為確保預(yù)期施工作業(yè)目標的達成，施工單位要盡量選擇含量在石粉含量4%～8%之間的機制砂。

2.調(diào)整對混凝土配合比設(shè)計的思路

與天然砂相比，機制砂的配置方案與其存在顯著不同，而為了從根本上提高工程整體施工質(zhì)量和施工效益，在進行配合比設(shè)計過程中，施工單位需盡量將水灰比放大0.05，以此在提高混凝土強度的基礎(chǔ)上，保障工程施工質(zhì)量。在配置作業(yè)過程中，基層產(chǎn)業(yè)機構(gòu)和相關(guān)部門還必須全面了解全面的了解各個成分的性能以及作用，由此在保證方案設(shè)計合理性、科學(xué)性和有效性的同時，推動產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。

3.不斷優(yōu)化工程施工作業(yè)工藝

機制砂的生產(chǎn)方式是多種多樣的，因此也導(dǎo)致了不同區(qū)域機制砂粒級、顆粒形狀以及石粉含量各不相同，在工程施工作業(yè)過程中，為確保預(yù)期施工作業(yè)目標的達成，施工單位工作人員需根據(jù)當?shù)貦C制砂特點，采取適合的制備方式，以此在確?；炷林苽滟|(zhì)量的同時，為預(yù)期施工目標的達成創(chuàng)造良好條件。

三、工藝流程

(一)破碎整形系統(tǒng)

制砂所用原材料通過皮帶機投入至RV制砂機中，對物料進行沖擊+碾壓破碎，破碎的同時兼具整形。

(二)風(fēng)選分級系統(tǒng)

破碎整形的半成品通過提升機垂直提升至復(fù)合式選粉機中進行選粉和初步分級，將≤0.075mm的石粉分離出來，同時分離出0.075mm～0.6mm細顆粒，而>2mm的半成品直接通過V選機排料口排出進入篩分分級系統(tǒng)，分離出的≤0.075mm石粉直接進入儲存運輸系統(tǒng)中的粉罐中進行儲存，0.075mm～0.6mm細顆粒根據(jù)成品砂級配的需要與篩分出來的物料進行合理摻配，使成品砂達到合理的級配，同時，根據(jù)摻配量還可以調(diào)整成品砂的細度模數(shù)。

(三)篩分分級系統(tǒng)

選粉分級過程中從V選機中排出的半成品進入振動篩中進行篩分分級，分離出<3.5mm(在實際生產(chǎn)過程中為了提升篩分效率，一般會將此檔物料分級成多檔，然后再進行混合)和>3.5mm三組分物料，<3.5mm物料與風(fēng)選分級出來的0.075mm～2mm進行合理摻配后作為高品質(zhì)成品砂輸送至儲存運輸系統(tǒng)中的成品砂倉進行儲存，而>3.5mm物料返回破碎整形系統(tǒng)中進行再次破碎整形，往復(fù)循環(huán)。

(四)集中收塵系統(tǒng)

生產(chǎn)系統(tǒng)中所有易產(chǎn)生揚塵的地方均設(shè)置負壓收塵點，通過除塵器進行集中收塵，收集的石粉直接輸送至儲存運輸系統(tǒng)中的粉罐中進行儲存。

(五)儲存裝車系統(tǒng)

儲存系統(tǒng)設(shè)置了成品砂倉和粉倉，成品砂倉下方配置一臺散裝機，加濕后的成品砂通過散裝機裝車。粉倉除塵的石粉通過石粉散裝機裝車。

(六)加濕系統(tǒng)

成品砂倉下方配置一臺加濕機用于裝車前對成品砂按一定比例與水混合均勻，保持飽和面干狀態(tài)，可以有效防止落料過程中的揚塵和成品砂的離析，加濕后的成品砂也有益于混凝土配合比的穩(wěn)定性。

(七)鋼構(gòu)集成系統(tǒng)

本系統(tǒng)是將大部分主機設(shè)備放置在一套立體鋼結(jié)構(gòu)樓內(nèi)，物料通過一次提升后，利用自重自流進入各個工藝環(huán)節(jié)，大大降低物料輸送能耗，整個樓體全部采用夾心泡沫板進行封閉，杜絕設(shè)備異常情況下粉塵無組織排放，同時隔絕設(shè)備及物料在輸送過程中的噪音。

(八)智能控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由現(xiàn)場信號采集監(jiān)控單元、遠程集中控制單元、高低壓配電單元組成，將現(xiàn)場各模塊的工作信號由總線傳遞給遠程控制室，經(jīng)后臺系統(tǒng)分析后形成人機交互信息，操作人員在控制界面上能清晰地了解各模塊的工作情況，并對各模塊進行遠程操作。

四、全機制砂試配情況以及突出問題

在當前原材料形式和市場價格情況下，根據(jù)使用我公司建材機制砂(干法制砂)試配和實際使用情況來看，通過新型規(guī)范、規(guī)?；a(chǎn)出的機制砂具有以下特點：規(guī)模生產(chǎn)，成本低廉；含粉可控，不含泥、不含水以及混凝土狀態(tài)良好，成型后強度高，且有較大的降低粉料成本潛力。經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，配制的全機制砂混凝土的工作性、收縮變形性能與同配比天然中砂混凝土的工作性相差不大，混凝土力學(xué)性能、抗?jié)B性能和抗碳化性能略優(yōu)于市面水洗機制砂混凝土。因此使用機制砂(水洗機制砂或干法制機制砂)來生產(chǎn)預(yù)拌混凝土是完全可行的。近年來一些集團公司先后投入的環(huán)保干法機制砂生產(chǎn)線，雖能夠生產(chǎn)出滿足要求的混凝土用砂，然而由于市場競爭因素的影響，制出的機制砂品質(zhì)雖優(yōu)于水洗機制砂，卻無法滿足全機制砂生產(chǎn)混凝土的需要等問題的存在，導(dǎo)致工程整體施工質(zhì)量難以取得預(yù)期施工作業(yè)目標，工程整體施工效益也由此受到了一定影響。

五、結(jié)語

簡而言之，隨著近年來城鄉(xiāng)一體化建設(shè)進程的不斷加快，工程項目規(guī)模和數(shù)量在持續(xù)增加的同時，為達到預(yù)期的施工作業(yè)目標，將機制砂以及機制砂混凝土應(yīng)用到工程施工作業(yè)中，是現(xiàn)階段推動國民經(jīng)濟進一步發(fā)展的重要戰(zhàn)略手段，也是行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢，雖然就目前來看，符合或者接近使用標準的機制砂幾乎不存在，加之與機制砂聯(lián)合使用的細砂、特細砂的缺乏，給現(xiàn)今的混凝土用砂造成極大的困難，為此除了迫切希望政府通過相關(guān)政策鼓勵和引導(dǎo)及行業(yè)部門監(jiān)管，逐步改變現(xiàn)狀，為預(yù)拌混凝土用砂(全機制砂生產(chǎn))創(chuàng)造有利條件外，基層產(chǎn)業(yè)機構(gòu)和相關(guān)主管部門也需建立系統(tǒng)化研究體系，為機制砂在混凝土行業(yè)中應(yīng)用效益的最大化發(fā)揮奠定良好基礎(chǔ)。