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(jī)制砂及機(jī)制砂混凝土的基本特點(diǎn)

當(dāng)前時(shí)期，許昌地區(qū)砂石資源極度緊缺，且價(jià)格昂貴。目前市場(chǎng)上最常見(jiàn)的禹州、郟縣、寶豐水洗機(jī)制砂存在著價(jià)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(jī)制砂細(xì)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(xì)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(jī)制砂具備的優(yōu)點(diǎn)

利用機(jī)制砂對(duì)混凝土進(jìn)行配置的優(yōu)點(diǎn)包括：①使用工廠化的方式進(jìn)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(jī)制砂的過(guò)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(guò)風(fēng)化痕跡的巖石。與此同時(shí)，相應(yīng)的含泥(塊)量可以由人工進(jìn)行篩選，這樣就可以對(duì)其進(jìn)行良好的控制，進(jìn)而生產(chǎn)出高強(qiáng)度的混凝土。③機(jī)制砂的顆粒級(jí)配、細(xì)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(diǎn)和混凝土的要求，對(duì)于機(jī)制砂的具體細(xì)度模數(shù)以及顆粒級(jí)配進(jìn)行調(diào)整。在調(diào)整的過(guò)程中主要通過(guò)相應(yīng)的破碎設(shè)備以及工藝流程的具體選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(二)機(jī)制砂具備的缺點(diǎn)

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(xì)度模數(shù)為2.6～3.0，級(jí)配比較好，這樣對(duì)于混凝土的工作性能來(lái)講非常的有利。②機(jī)制砂當(dāng)中一般含有石粉。石粉以及泥的粒徑通常都小于0.075mm，因?yàn)槠渲械某煞植煌?，在?xì)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(lái)說(shuō)，泥在砂的表面進(jìn)行吸附，對(duì)于砂以及水泥之間的粘結(jié)起到嚴(yán)重的阻礙作用。面對(duì)這種情況可以使用適量的石粉在水泥以及細(xì)砂的空隙之間進(jìn)行填充，這樣可以很好地增強(qiáng)機(jī)制砂混凝土的具體工作性能。

二、機(jī)制砂及機(jī)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(jī)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(jī)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(shí)，還保障了工程整體性能，為預(yù)期施工作業(yè)目標(biāo)的達(dá)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(jī)制砂混凝土在使用過(guò)程中，石粉能發(fā)生水化反應(yīng)，由此在洗出晶體的同時(shí)，還極大地降低了工程施工作業(yè)成本，為預(yù)期施工目標(biāo)的達(dá)成奠定了良好基礎(chǔ)。與此同時(shí)機(jī)制砂中的石灰石粉細(xì)度越大，活性效應(yīng)越明顯，通過(guò)增大機(jī)制砂細(xì)度，能在不斷提高混凝土抗性強(qiáng)度的同時(shí)，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(jī)制砂混凝土遠(yuǎn)高于天然砂混凝土，究其原因主要是因?yàn)樵谏皾{中，機(jī)制砂可充當(dāng)骨架，由此在穩(wěn)定水泥石的同時(shí)，能增大粘結(jié)度，規(guī)避粘結(jié)面孔隙產(chǎn)生的同時(shí)，增強(qiáng)了水泥石強(qiáng)度，但不可否認(rèn)的是，并非機(jī)制砂含量越高體積越穩(wěn)定，通常來(lái)講當(dāng)石粉含量為12%時(shí)，機(jī)制砂混凝土的收縮率最大，超過(guò)12%時(shí)干縮率有所減少。

(二)應(yīng)用問(wèn)題剖析

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

(三)優(yōu)化對(duì)策剖析

根據(jù)其特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)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(jī)制砂與特細(xì)砂(天然細(xì)砂細(xì)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(jī)制砂：細(xì)砂比例大致為1：1～4：1之間)應(yīng)用于混凝土實(shí)際生產(chǎn)中。就目前來(lái)看，在現(xiàn)階段機(jī)制砂以及機(jī)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(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(jī)構(gòu)和相關(guān)部門(mén)，還需做好如下工作，即：

1.提高對(duì)機(jī)制砂中石粉含量的關(guān)注度

通過(guò)上述分析可知，在當(dāng)前機(jī)制砂以及機(jī)制砂混凝土應(yīng)用過(guò)程中，石粉量對(duì)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(jī)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(jìn)行選擇時(shí)，為確保預(yù)期施工作業(yè)目標(biāo)的達(dá)成，施工單位要盡量選擇含量在石粉含量4%～8%之間的機(jī)制砂。

2.調(diào)整對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)的思路

與天然砂相比，機(jī)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(jìn)行配合比設(shè)計(jì)過(guò)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(qiáng)度的基礎(chǔ)上，保障工程施工質(zhì)量。在配置作業(yè)過(guò)程中，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門(mén)還必須全面了解全面的了解各個(gè)成分的性能以及作用，由此在保證方案設(shè)計(jì)合理性、科學(xué)性和有效性的同時(shí)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

3.不斷優(yōu)化工程施工作業(yè)工藝

機(jī)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(jī)制砂粒級(jí)、顆粒形狀以及石粉含量各不相同，在工程施工作業(yè)過(guò)程中，為確保預(yù)期施工作業(yè)目標(biāo)的達(dá)成，施工單位工作人員需根據(jù)當(dāng)?shù)貦C(jī)制砂特點(diǎn)，采取適合的制備方式，以此在確保混凝土制備質(zhì)量的同時(shí)，為預(yù)期施工目標(biāo)的達(dá)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(guò)皮帶機(jī)投入至RV制砂機(jī)中，對(duì)物料進(jìn)行沖擊+碾壓破碎，破碎的同時(shí)兼具整形。

(二)風(fēng)選分級(jí)系統(tǒng)

破碎整形的半成品通過(guò)提升機(jī)垂直提升至復(fù)合式選粉機(jī)中進(jìn)行選粉和初步分級(jí)，將≤0.075mm的石粉分離出來(lái)，同時(shí)分離出0.075mm～0.6mm細(xì)顆粒，而>2mm的半成品直接通過(guò)V選機(jī)排料口排出進(jìn)入篩分分級(jí)系統(tǒng)，分離出的≤0.075mm石粉直接進(jìn)入儲(chǔ)存運(yùn)輸系統(tǒng)中的粉罐中進(jìn)行儲(chǔ)存，0.075mm～0.6mm細(xì)顆粒根據(jù)成品砂級(jí)配的需要與篩分出來(lái)的物料進(jìn)行合理?yè)脚?，使成品砂達(dá)到合理的級(jí)配，同時(shí)，根據(jù)摻配量還可以調(diào)整成品砂的細(xì)度模數(shù)。

(三)篩分分級(jí)系統(tǒng)

選粉分級(jí)過(guò)程中從V選機(jī)中排出的半成品進(jìn)入振動(dòng)篩中進(jìn)行篩分分級(jí)，分離出<3.5mm(在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中為了提升篩分效率，一般會(huì)將此檔物料分級(jí)成多檔，然后再進(jìn)行混合)和>3.5mm三組分物料，<3.5mm物料與風(fēng)選分級(jí)出來(lái)的0.075mm～2mm進(jìn)行合理?yè)脚浜笞鳛楦咂焚|(zhì)成品砂輸送至儲(chǔ)存運(yùn)輸系統(tǒng)中的成品砂倉(cāng)進(jìn)行儲(chǔ)存，而>3.5mm物料返回破碎整形系統(tǒng)中進(jìn)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(yáng)塵的地方均設(shè)置負(fù)壓收塵點(diǎn)，通過(guò)除塵器進(jìn)行集中收塵，收集的石粉直接輸送至儲(chǔ)存運(yùn)輸系統(tǒng)中的粉罐中進(jìn)行儲(chǔ)存。

(五)儲(chǔ)存裝車(chē)系統(tǒng)

儲(chǔ)存系統(tǒng)設(shè)置了成品砂倉(cāng)和粉倉(cāng)，成品砂倉(cāng)下方配置一臺(tái)散裝機(jī)，加濕后的成品砂通過(guò)散裝機(jī)裝車(chē)。粉倉(cāng)除塵的石粉通過(guò)石粉散裝機(jī)裝車(chē)。

(六)加濕系統(tǒng)

成品砂倉(cāng)下方配置一臺(tái)加濕機(jī)用于裝車(chē)前對(duì)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(guò)程中的揚(yáng)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(jī)設(shè)備放置在一套立體鋼結(jié)構(gòu)樓內(nèi)，物料通過(guò)一次提升后，利用自重自流進(jìn)入各個(gè)工藝環(huán)節(jié)，大大降低物料輸送能耗，整個(gè)樓體全部采用夾心泡沫板進(jìn)行封閉，杜絕設(shè)備異常情況下粉塵無(wú)組織排放，同時(shí)隔絕設(shè)備及物料在輸送過(guò)程中的噪音。

(八)智能控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集監(jiān)控單元、遠(yuǎn)程集中控制單元、高低壓配電單元組成，將現(xiàn)場(chǎng)各模塊的工作信號(hào)由總線傳遞給遠(yuǎn)程控制室，經(jīng)后臺(tái)系統(tǒng)分析后形成人機(jī)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(duì)各模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

四、全機(jī)制砂試配情況以及突出問(wèn)題

在當(dāng)前原材料形式和市場(chǎng)價(jià)格情況下，根據(jù)使用我公司建材機(jī)制砂(干法制砂)試配和實(shí)際使用情況來(lái)看，通過(guò)新型規(guī)范、規(guī)?；a(chǎn)出的機(jī)制砂具有以下特點(diǎn)：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(qiáng)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(jī)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(jī)制砂混凝土。因此使用機(jī)制砂(水洗機(jī)制砂或干法制機(jī)制砂)來(lái)生產(chǎn)預(yù)拌混凝土是完全可行的。近年來(lái)一些集團(tuán)公司先后投入的環(huán)保干法機(jī)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)因素的影響，制出的機(jī)制砂品質(zhì)雖優(yōu)于水洗機(jī)制砂，卻無(wú)法滿足全機(jī)制砂生產(chǎn)混凝土的需要等問(wèn)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(biāo)，工程整體施工效益也由此受到了一定影響。

五、結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，隨著近年來(lái)城鄉(xiāng)一體化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，工程項(xiàng)目規(guī)模和數(shù)量在持續(xù)增加的同時(shí)，為達(dá)到預(yù)期的施工作業(yè)目標(biāo)，將機(jī)制砂以及機(jī)制砂混凝土應(yīng)用到工程施工作業(yè)中，是現(xiàn)階段推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的重要戰(zhàn)略手段，也是行業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，雖然就目前來(lái)看，符合或者接近使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)制砂幾乎不存在，加之與機(jī)制砂聯(lián)合使用的細(xì)砂、特細(xì)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(guò)相關(guān)政策鼓勵(lì)和引導(dǎo)及行業(yè)部門(mén)監(jiān)管，逐步改變現(xiàn)狀，為預(yù)拌混凝土用砂(全機(jī)制砂生產(chǎn))創(chuàng)造有利條件外，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)主管部門(mén)也需建立系統(tǒng)化研究體系，為機(jī)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)。