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近两年，随着环保整治力度的不断加大，多地河道采砂遭到禁止。通过石料破碎后再打磨而成的机制砂，正在逐步成为天然砂石的替代，机制砂的应用也已经成为全球的普遍趋势。但是，实际生产应用中，机制砂也存在一些问题影响其质量，如针片状含量过多，细度模数偏大、石粉含量等。
成品砂石骨料的质量，首先决定于砂石原料自身的质量，但加工质量对混凝土的性能也有重大的影响，且在一定的程度上影响混凝土的水泥用量，因此必须在生产过程中加以严格控制。特别是人工砂石料原料的质量、软弱颗粒含量、含泥量、针片状含量、石粉含量、细度模数和含水率对混凝土性能影响较大，且在砂石料生产过程中难以控制，要尽可能防止各种质量问题的出现，改善砂石骨料最终成品的质量，以保证混凝土质量。本文分享人工砂石生产中质量控制的几个要素。
01
砂石料原料的质量控制
在开采毛料前，需要清除料场顶部覆盖层，要保证开采层表面没有草根、覆盖土等物质。清理覆盖层时，尽量保证一次性完成，而且需要留出一定的防护区宽度，避免在开采毛料时产生的振动使边界位置覆盖土滑落而再次混入毛料中。针对泥岩埋藏程度深浅不一、地下水位较高等情况，需要在进行开采之前挖掘好排水渠，降低地下水水位;开采时，要按照从低向高的顺序进行开采，对于覆盖层，保证剥离边界的宽度大于规划采区0.8m以上。对于开采的深度要严格控制，保证预留层的厚度>0.2m。
02
软弱颗粒含量的控制
软弱颗粒的含量对一般和内部混凝土不应超过15%，对外部和有抗磨要求的混凝土不应超过5%。过量的软弱颗粒对混凝土的强度、抗磨和耐久性有明显的影响。由于软弱颗粒处理工艺复杂，费用较高，因此通常在料源源头采用人工控制，主要是肉眼分析判断。一般工程以弱风化带下部作为料场无用层与有用层的分界线，将料场无用层作为弃料。另外合理组织采石场施工，采用先剥离无用层、后开采有用岩石的开采程序，达到减少软弱颗粒含量的目的。对于强弱风化层不太明显、多溶沟、多溶洞的岩石首先采取肉眼分辨，预先弃除，也有采用高压水冲洗的方法，以使软弱颗粒含量满足砂石料质量要求。
03
含泥量的控制
人工砂石料生产工艺一般不会产生泥块，主要是对砂石料含泥量的控制。成品砂石料含泥量的控制分源头控制、系统加工工艺控制及生产组织措施。
源头控制工序主要是合理组织料场施工，严格区分弱风化和强风化界限，将强风化料作为弃料。
系统加工工艺控制程序：在干式生产中，将经粗碎后的岩石中的微量含泥进行分离加工，筛去0-200mm的颗粒。在湿式生产中，一般设计多级冲洗机，并设置专门的清洗设备进行处理，即将0-40mm岩石全部进人洗泥机，为了洗去泥块，专门设置冲洗脱水工序对成品粗骨料进行清洗，有效保证骨料含泥量达标。
生产组织措施主要禁止无关设备和人员进人成品料堆场;堆料场地面应平整，并有适当的坡度和截排水设施;对于大型堆料场，地面应有粒径40-150mm的干净料、压实的石料垫层做护面;成品料的堆存时间不宜过长，尽量做到及时周转使用，如系统中无二次筛分设施，而粗骨料污染又较严重时，还应在进人拌和楼(站)前设冲洗脱水设施。
04
针片状含量的质量控制
人工粗骨料针片状含量的质量控制措施主要通过设备的选型，其次是在生产工艺上调节进料的块度。
由于各种岩石的矿物成分、结构和构造的不同，岩石破碎后的粒形和级配也不尽相同。质地坚硬的石英砂岩及各种侵人火成岩粒形最差，针片状含量多，而中等硬度的石灰岩、白云质灰岩针片状含量很少。通过大量的试验证明，不同的破碎机产生针片状含量效果不同。颚式破碎机比旋回及圆锥破碎机生产的粗骨料的针片状含量略高，而反击式特别是捶式破碎机生产的粗骨料的针片状含量显著降低。
粗碎的针片状含量大于中碎，中碎的针片状含量又大于细碎。说明破碎比越大，针片状含量越大，为改善骨料粒形，在生产工艺上应尽量减小粗碎前的块度，并尽量利用粗碎及中碎后的小石及中石制砂，利用细碎后的中小石作为粗骨料的成品，这样也可以严格控制针片状含量。
05
石粉含量的质量控制
人工砂石粉含量指人工砂中小于0.16mm的颗粒的含量，人工砂石粉中小于0.08mm的颗粒可以视为一种惰性掺和料，适当的石粉含量可以改善混凝土的和易性，提高混凝土密实性，对提高混凝土性能有利。
干法制砂工艺中人工砂中的石粉含量一般较高，能满足质量标准要求。也有发现存在石粉含量大于标准的情况，这时应考虑部分湿式生产，洗去部分石粉或选用风机吸尘器设备吸出部分石粉，以满足标准要求。
湿法制砂工艺中人工砂中的石粉含量一般较低，大多数工程均要求回收部分石粉，以满足工程需要。水电工程人工砂中的石粉回收主要有机械回收方式和人工回收方式两种。在大型人工砂石料生产中或场地狭窄的工程，工艺上需设计石粉回收车间(或称细砂回收车间)，即将筛分车间和制砂车间螺旋分级机溢流水中带走的石粉通过集流池，再回收利用。在小型人工砂石料生产中或场地宽敞的工程，也采用人工回收方式，来控制人工砂中的石粉含量，即对生产过程中洗砂机排放溢流水进行自然存放脱水，自然存放脱水后的细砂可以用装载机配合自卸汽车运输进行添加。为了有效地控制石粉含量，常采取以下措施：
(1)通过不断试验，有效控制石粉的添加量。
(2)在石粉添加斗的斗壁附有振动器，斗下安装一台螺旋分级机，通过螺旋分级机均匀地添加到成品砂人仓胶带机上，使石粉得到均匀混合。
(3)废水处理车间尽量靠近成品砂胶带机，能用胶带机顺利转运，经压滤机干化后的石粉干饼经双辊破碎机加工成松散粉末状，防止石粉成团。
(4)在施工总布置中要考虑一个石粉堆存场，堆存场既可以调节添加量，又可以通过自然脱水降低含水率，在一定程度上调节成品砂的含水率。
06
细度模数的质量控制
成品砂应满足质地坚硬、清洁、级配良好的要求比如混凝土砂细度模数应在2.7-3.2比较合适。一般控制在2.8±0.1范围内，干混砂浆用砂细度模数可控制在2.3±0.1范围内，更加生产经验通常采用以下技术措施控制和调节成品砂细度模数：
1、筛分设备选购大型厂家生产质量性能稳定的产品确保有效的筛分分级;
2、制砂设备选用立轴冲击式破碎机与筛分机形成闭路循环生产机制砂，在水电行业曾并辅以棒磨机调整机制砂的细度模数;
3、通过减少棒磨机的进料量，进料粒径及钢棒安装量调减成品砂的细度模数，或调减立轴冲击式破碎机的进料量或进料粒径，减小成品砂的细度模数;
4、采用立轴冲击式破碎机与棒磨机联合制砂工艺并正确设置各台立轴冲击式破碎机转子的运行参数，如线速度、以控制成品砂的细小颗粒，提高中间级配颗粒含量，调整成品砂级配;
5、成品砂堆放时尽量减缓料堆坡度避免离析造成级配变化。
07
含水率的质量控制
为了使含水率降低到规定范围内且稳定，目前大型工程主要采取机械脱水方式，中小型工程则以自然脱水为主。另外在生产中必须严格遵守操作规程，对堆料砂仓进行合理的改造和堆存，也可以有效控制人工砂含水率。
一般采取如下措施：
(1)一般系统工艺中首先要采用机械脱掉砂中大部分水分。目前采用最多的是振动筛脱水工艺，经直线脱水筛脱水后的砂，能将原含水率20%-23%的砂脱到14%-17%;也有采用脱水效果好投资费用相应大的真空脱水和离心脱水。
(2)人工砂下料、堆存脱水及人工砂取料分开进行的，一般堆存脱水3-5天后可使含水率降低到6%以内且稳定。
(3)使干法人工砂和脱水筛的人工砂混合进人成品砂仓，可降低砂的含水率。
(4)在成品砂仓顶部搭设防雨棚，砂仓底部浇筑混凝土地板，并设置盲沟排水设施。每仓放完料后对盲沟进行一次清理，加快自然脱水时间，也可有效降低成品砂含水量。
机制砂加工可以采用高性能破碎加工设备，这些设备破碎比大、处理能力高、产品粒形好;另一方面可以采用改进筛分效率、改进成品料质量、有利环境保护的设备，提高工作效率，既达到提高成品质量的目的，又可以降低生产成本。
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