汪良強(qiáng)，符海龍

（鄭州三和水工機(jī)械有限公司，河南 鄭州 450000）

1 機(jī)制砂在干混砂漿中的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施、建筑市場(chǎng)等行業(yè)建設(shè)大力發(fā)展，建筑材料的消耗巨大。其中砂、石是混凝土中最重要的原材料。目前國(guó)家嚴(yán)格限制天然砂的開(kāi)采，為了補(bǔ)充砂石市場(chǎng)的剛性需求，必須尋找新的替代資源，機(jī)制砂便成了建筑用砂的首選。

機(jī)制砂是指經(jīng)除土處理，由機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75mm 的巖石、礦山尾礦或工業(yè)廢渣顆粒，但不包括軟質(zhì)、風(fēng)化的顆粒，俗稱(chēng)人工砂[1]。

干混砂漿通常叫水硬性水泥混合砂漿，是指經(jīng)干燥篩分處理的骨料（如石英砂）、無(wú)機(jī)膠凝材料（如水泥）和添加劑（如聚合物）等按一定比例進(jìn)行物理混合而成的一種顆粒狀或粉狀混合物料，以袋裝或散裝的形式運(yùn)至工地，加水拌和后即可直接使用[2]。自20 世紀(jì)90 年代至今，其發(fā)展已成燎原之勢(shì)，近幾年更是發(fā)展迅速。長(zhǎng)江以南地區(qū)干粉砂漿的產(chǎn)能已接近西方發(fā)達(dá)國(guó)家水平，長(zhǎng)江以北地區(qū)干混砂漿的使用也在快速興起。

2 干混砂漿用機(jī)制砂主流生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)狀

機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備非常成熟，國(guó)內(nèi)外都有大量的生產(chǎn)廠(chǎng)家。主要生產(chǎn)設(shè)備有3 種，分別是制砂設(shè)備、篩分設(shè)備和選粉設(shè)備。

2.1 制砂設(shè)備

（1）立軸沖擊式破碎機(jī)。利用高速動(dòng)能破碎原理，將原料以很快的速度拋出沖擊到設(shè)備周邊安裝的襯板上進(jìn)行破碎。有“石打石”和“石打鐵”2 種破碎形式。這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是成品砂粒型好，級(jí)配也不錯(cuò)，缺點(diǎn)是產(chǎn)量低、出粉多、能耗高。

（2）立軸錘式破碎機(jī)。利用打擊破碎原理，利用高速旋轉(zhuǎn)的鍾頭打擊物料進(jìn)行破碎，屬于“石打鐵”破碎形式。這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是成品產(chǎn)量高、出粉較少、能耗較低，缺點(diǎn)是粒型不好、級(jí)配較差。

（3）沖擊磨式破碎機(jī)。其特點(diǎn)是利用高速動(dòng)能破碎和擠壓破碎原理，先將原料拋出，以很高的速度沖擊到設(shè)備周邊安裝的襯板上，再用錘頭對(duì)沖擊到襯板上的已破碎原料進(jìn)行二次擠壓破碎。其也屬于“石打鐵”破碎形式，這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是成品砂粒型好、級(jí)配好、產(chǎn)砂率高、能耗低，缺點(diǎn)是產(chǎn)量小、易損件、更換頻繁。

2.2 篩分設(shè)備

（1）圓振篩。篩網(wǎng)與地面成200°夾角安裝，篩網(wǎng)運(yùn)行軌跡為圓。優(yōu)點(diǎn)是篩網(wǎng)面積可以做得很大，篩網(wǎng)一般不超過(guò)3 層，原料的通過(guò)量很大；缺點(diǎn)是設(shè)備體積較大，成品砂篩透率較低。

（2）橢圓振篩。篩網(wǎng)與地面成0～100°夾角安裝，篩網(wǎng)運(yùn)行軌跡為橢圓。優(yōu)點(diǎn)是同等產(chǎn)量時(shí)設(shè)備體積較圓振篩小，篩網(wǎng)最多可以做到八層，混合料在篩網(wǎng)上停留的時(shí)間較長(zhǎng)，成品砂篩透率可以達(dá)到85%以上；缺點(diǎn)是設(shè)備體積較大，價(jià)格較高。

（3）直線(xiàn)振篩。篩網(wǎng)與地面成0～300°變角度安裝，篩網(wǎng)運(yùn)行軌跡為直線(xiàn)。優(yōu)點(diǎn)是篩網(wǎng)最多可以做成五層，原料的通過(guò)量很大，體積較小，功率也不大，成品砂篩透率可以達(dá)到95%以上；缺點(diǎn)是設(shè)備價(jià)格較高。

2.3 選粉設(shè)備

（1）選粉機(jī)。利用高速氣流將成品砂中含有的微粉噴吹選出，再利用旋流分離原理將氣流中的微粉分離出來(lái)。它的選粉對(duì)象是含有微粉的成品砂。其優(yōu)點(diǎn)是選粉粒徑可調(diào)，選出的微粉中成品砂含量少；缺點(diǎn)是設(shè)備價(jià)格較高，占用空間較大，配套設(shè)備較多，功率較大，另外對(duì)選取物料的含水率有嚴(yán)格要求。

（2）無(wú)動(dòng)力脫粉機(jī)。利用高速氣流將成品砂中含有的微粉噴吹選出，再利用大型除塵器將氣流中的微粉分離出來(lái)。它的選粉對(duì)象是制砂機(jī)生產(chǎn)出來(lái)的混合料。其優(yōu)點(diǎn)是不用動(dòng)力，對(duì)選粉物料的含水率沒(méi)有太大要求，物料通過(guò)量很大；缺點(diǎn)是選出的粉中含細(xì)砂較多，選出的成品砂中含粉量也不易控制。

（3）復(fù)合選粉機(jī)。先利用高速氣流將成品砂中含有的微粉噴吹選出，再用離心分離原理將微粉中含有的細(xì)砂分離出來(lái)，最后利用旋流分離原理將微粉從氣流中分離出來(lái)。其優(yōu)點(diǎn)是物料通過(guò)量很大，能回收選出微粉中的細(xì)砂；缺點(diǎn)是設(shè)備動(dòng)力較大，需要配套設(shè)備多，占用空間也較大。

2.4 輔助設(shè)備

通常由有膠帶輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、主動(dòng)（被動(dòng)）除塵器等。

3 目前干混砂漿用機(jī)制砂生產(chǎn)儲(chǔ)存及運(yùn)輸過(guò)程中存在的問(wèn)題

3.1 粉塵問(wèn)題

目前所有機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備均可以封裝在廠(chǎng)房?jī)?nèi)，生產(chǎn)線(xiàn)上的漏灰點(diǎn)經(jīng)過(guò)除塵器收集除塵后排放到大氣中的粉塵含量可控了。但廠(chǎng)房?jī)?nèi)的環(huán)保問(wèn)題就變得非常突出，影響操作工人身體健康。

3.2 噪音問(wèn)題

由于機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備均封裝在廠(chǎng)房?jī)?nèi)，生產(chǎn)線(xiàn)上產(chǎn)生的噪音大部都限制在了廠(chǎng)房?jī)?nèi)部，廠(chǎng)房外部的噪音基本在國(guó)標(biāo)允許范圍內(nèi)，但廠(chǎng)房?jī)?nèi)部的噪音還是比較大。

3.3 余粉問(wèn)題

制砂機(jī)生產(chǎn)出來(lái)成品砂的同時(shí)，也生產(chǎn)了較多無(wú)法全部利用的石粉，這些多余的石粉目前用途不多，大多處于堆積堆放狀態(tài)，不僅是資源的浪費(fèi)，導(dǎo)致了機(jī)制砂生產(chǎn)企業(yè)成本的增加，也是對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重威脅。

3.4 級(jí)配問(wèn)題

干混砂漿用機(jī)制成品砂中按石粒直徑大小分了6 個(gè)范圍，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確定的每段最佳質(zhì)量百分比為5%∶15%∶30%∶25%∶15%∶10%，符合這個(gè)級(jí)配的機(jī)制砂用于干粉砂漿是最合適的。目前由機(jī)制砂生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)制砂級(jí)配與這一最佳級(jí)配還有較大差距。

3.5 能耗問(wèn)題

目前干混砂漿用機(jī)制砂的噸砂（粒徑小于2.5mm 的成品砂）耗電量在5～10kW·h，是機(jī)制砂生產(chǎn)企業(yè)中僅次于原料成本的第二大成本，降低噸砂的耗電量不僅對(duì)生產(chǎn)企業(yè)有利，也有利于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。

3.6 產(chǎn)能問(wèn)題

目前干混砂漿用機(jī)制砂生產(chǎn)線(xiàn)單線(xiàn)的產(chǎn)能多在40～60t/h（粒徑小于2.5mm 的成品砂），與干混砂漿生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能（60～100t/h）不匹配，這相當(dāng)于變相降低了干混砂漿生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)量，減少了企業(yè)利潤(rùn)，所以研制更大產(chǎn)能的機(jī)制砂生產(chǎn)線(xiàn)也是迫切需求。

3.7 粒形問(wèn)題

用于干混砂漿生產(chǎn)的機(jī)制砂的粒形要求越圓潤(rùn)越好，這不僅可以節(jié)約水泥用量，也可以提高干混砂漿的性能和現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量。目前只有采用“石打石”制砂形式的立軸沖擊式破碎機(jī)產(chǎn)出的機(jī)制砂比較符合這一要求，但也與純粹的天然砂粒形存在一定的差距。

3.8 粉量控制問(wèn)題

用于干混砂漿生產(chǎn)的機(jī)制砂的含粉量有一定要求，一般其質(zhì)量百分比不超過(guò)10%，超過(guò)這個(gè)數(shù)值，用機(jī)制砂生產(chǎn)的干混砂漿便比較難以調(diào)配，生產(chǎn)出來(lái)的干混砂漿質(zhì)量也不穩(wěn)定。

3.9 可靠性問(wèn)題

受限于機(jī)制砂生產(chǎn)線(xiàn)中各部件質(zhì)量良莠不齊、操作不當(dāng)和維修保養(yǎng)不及時(shí)，目前大部分機(jī)制砂生產(chǎn)線(xiàn)的可靠性也不高，集中表現(xiàn)在生產(chǎn)線(xiàn)軟件控制系統(tǒng)不完善、主要設(shè)備的監(jiān)控保護(hù)措施不到位、生產(chǎn)人員素質(zhì)不高以及管理太粗放。

3.10 實(shí)時(shí)調(diào)整問(wèn)題

目前隨著國(guó)家對(duì)自然資源（包括礦山）管控力度的加大，機(jī)制砂生產(chǎn)用原料石也變成了緊俏產(chǎn)品，各機(jī)制砂生產(chǎn)企業(yè)到處找原料成為常態(tài)。由于各個(gè)地方原料存在差異（包括原料的粒徑、含水率、軟硬度、含泥量等都不大相同），以及機(jī)制砂生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)時(shí)進(jìn)料量的不同，有可能導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)制成品砂質(zhì)量忽高忽低，所以要求生產(chǎn)線(xiàn)中的相關(guān)設(shè)備實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整，以保證機(jī)制成品砂的生產(chǎn)質(zhì)量。

3.11 成品離析問(wèn)題

目前在機(jī)制砂生產(chǎn)環(huán)節(jié)、儲(chǔ)存環(huán)節(jié)和干混砂漿的運(yùn)輸環(huán)節(jié)、現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存環(huán)節(jié)都存在離析問(wèn)題，都沒(méi)有很好的解決辦法，不僅影響了干混砂漿的質(zhì)量，也影響了現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量，加大了干混砂漿推廣的難度。

4 未來(lái)干混砂漿用機(jī)制砂發(fā)展趨勢(shì)

4.1 機(jī)制砂應(yīng)用范圍發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)制砂目前是生產(chǎn)建筑用干混砂漿的首選。未來(lái)可以想象的是，隨著國(guó)家對(duì)天然砂管控越來(lái)越嚴(yán)格，原來(lái)應(yīng)用到混凝土上的天然砂必須有相應(yīng)的補(bǔ)充材料，這種補(bǔ)充材料現(xiàn)在看只能是機(jī)制砂。但我們也應(yīng)看到，由于機(jī)制砂生產(chǎn)中存在上述多種問(wèn)題，機(jī)制砂目前想要全面替代天然砂還有很長(zhǎng)的路要走，但市場(chǎng)的需求和利益的驅(qū)動(dòng)是最好的催化劑，會(huì)促進(jìn)上述問(wèn)題的盡快解決。國(guó)家也要制定相應(yīng)的政策措施和行業(yè)發(fā)展規(guī)范，做到未雨綢繆，鼓勵(lì)行業(yè)內(nèi)的技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，限制行業(yè)內(nèi)的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)。

4.2 機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)

為適用未來(lái)行業(yè)大發(fā)展趨勢(shì)，各個(gè)機(jī)制砂生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)要做好技術(shù)儲(chǔ)備。展望機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備的未來(lái)，可以清楚地看到，未來(lái)的機(jī)制砂生產(chǎn)線(xiàn)一定是外排粉塵和噪音零排放，廠(chǎng)房?jī)?nèi)部粉塵和噪音達(dá)標(biāo)排放；制砂機(jī)生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)制成品砂粒型圓潤(rùn)、級(jí)配合理、粉量可控；整條生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能較大，能耗合理，生產(chǎn)智能化，可靠性非常高。目前在機(jī)制砂工藝沒(méi)有太大創(chuàng)新的前提下，要加強(qiáng)機(jī)制砂相關(guān)設(shè)備的創(chuàng)新，從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)看，主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）制砂機(jī)的創(chuàng)新。未來(lái)的制砂機(jī)一定是整機(jī)能耗低、成品砂粒型圓潤(rùn)、級(jí)配合理、粉量可控。要達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)要和高校等相關(guān)單位進(jìn)行聯(lián)合，高校研究人員要進(jìn)行破碎理論方面的創(chuàng)新，企業(yè)技術(shù)人員要依據(jù)理論，最終完成設(shè)備的創(chuàng)新，生產(chǎn)出符合上述要求的制砂機(jī)設(shè)備。（2）控制設(shè)備的創(chuàng)新。控制設(shè)備的創(chuàng)新包括硬件創(chuàng)新和軟件創(chuàng)新兩方面。硬件方面，控制設(shè)備不僅要能對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行參數(shù)、性能參數(shù)），還要及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，由控制軟件自動(dòng)處理突出狀況，并實(shí)時(shí)報(bào)警，并且其處理過(guò)程和處理結(jié)果能實(shí)時(shí)查詢(xún)。（3）除塵工藝的創(chuàng)新。機(jī)制砂生產(chǎn)線(xiàn)不僅對(duì)外排放要達(dá)標(biāo)，對(duì)廠(chǎng)房?jī)?nèi)排放也要達(dá)標(biāo)。這就要求及時(shí)研究生產(chǎn)線(xiàn)上粉塵產(chǎn)生的原因，做到粉塵不外漏。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著干混砂漿的普及，機(jī)制砂的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，我們需要不斷地開(kāi)拓創(chuàng)新，讓機(jī)制砂生產(chǎn)環(huán)保，使用方便，循環(huán)回收，為踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念做出更大的貢獻(xiàn)。