近兩年，隨著環(huán)保整治力度的不斷加大，多地河道采砂遭到禁止。通過石料破碎后再打磨而成的機制砂，正在逐步成為天然砂石的替代，機制砂的應(yīng)用也已經(jīng)成為全球的普遍趨勢。但是，實際生產(chǎn)應(yīng)用中，機制砂也存在一些問題影響其質(zhì)量，如針片狀含量過多，細度模數(shù)偏大、石粉含量等。
 

成品砂石骨料的質(zhì)量，首先決定于砂石原料自身的質(zhì)量，但加工質(zhì)量對混凝土的性能也有重大的影響，且在一定的程度上影響混凝土的水泥用量，因此必須在生產(chǎn)過程中加以嚴格控制。特別是人工砂石料原料的質(zhì)量、軟弱顆粒含量、含泥量、針片狀含量、石粉含量、細度模數(shù)和含水率對混凝土性能影響較大，且在砂石料生產(chǎn)過程中難以控制，要盡可能防止各種質(zhì)量問題的出現(xiàn)，改善砂石骨料最終成品的質(zhì)量，以保證混凝土質(zhì)量。本文分享人工砂石生產(chǎn)中質(zhì)量控制的幾個要素。
 

在開采毛料前，需要清除料場頂部覆蓋層，要保證開采層表面沒有草根、覆蓋土等物質(zhì)。清理覆蓋層時，盡量保證一次性完成，而且需要留出一定的防護區(qū)寬度，避免在開采毛料時產(chǎn)生的振動使邊界位置覆蓋土滑落而再次混入毛料中。針對泥巖埋藏程度深淺不一、地下水位較高等情況，需要在進行開采之前挖掘好排水渠，降低地下水水位；開采時，要按照從低向高的順序進行開采，對于覆蓋層，保證剝離邊界的寬度大于規(guī)劃采區(qū)0.8m以上。對于開采的深度要嚴格控制，保證預(yù)留層的厚度＞0.2m。

軟弱顆粒的含量對一般和內(nèi)部混凝土不應(yīng)超過15%，對外部和有抗磨要求的混凝土不應(yīng)超過5%。過量的軟弱顆粒對混凝土的強度、抗磨和耐久性有明顯的影響。由于軟弱顆粒處理工藝復(fù)雜，費用較高，因此通常在料源源頭采用人工控制，主要是肉眼分析判斷。一般工程以弱風化帶下部作為料場無用層與有用層的分界線，將料場無用層作為棄料。另外合理組織采石場施工，采用先剝離無用層、后開采有用巖石的開采程序，達到減少軟弱顆粒含量的目的。對于強弱風化層不太明顯、多溶溝、多溶洞的巖石首先采取肉眼分辨，預(yù)先棄除，也有采用高壓水沖洗的方法，以使軟弱顆粒含量滿足砂石料質(zhì)量要求。

人工砂石料生產(chǎn)工藝一般不會產(chǎn)生泥塊，主要是對砂石料含泥量的控制。成品砂石料含泥量的控制分源頭控制、系統(tǒng)加工工藝控制及生產(chǎn)組織措施。

源頭控制工序主要是合理組織料場施工，嚴格區(qū)分弱風化和強風化界限，將強風化料作為棄料。

系統(tǒng)加工工藝控制程序：在干式生產(chǎn)中，將經(jīng)粗碎后的巖石中的微量含泥進行分離加工，篩去0-200mm的顆粒。在濕式生產(chǎn)中，一般設(shè)計多級沖洗機，并設(shè)置專門的清洗設(shè)備進行處理，即將0-40mm巖石全部進人洗泥機，為了洗去泥塊，專門設(shè)置沖洗脫水工序?qū)Τ善反止橇线M行清洗，有效保證骨料含泥量達標。

生產(chǎn)組織措施主要禁止無關(guān)設(shè)備和人員進人成品料堆場；堆料場地面應(yīng)平整，并有適當?shù)钠露群徒嘏潘O(shè)施；對于大型堆料場，地面應(yīng)有粒徑40-150mm的干凈料、壓實的石料墊層做護面；成品料的堆存時間不宜過長，盡量做到及時周轉(zhuǎn)使用，如系統(tǒng)中無二次篩分設(shè)施，而粗骨料污染又較嚴重時，還應(yīng)在進人拌和樓（站）前設(shè)沖洗脫水設(shè)施。

人工粗骨料針片狀含量的質(zhì)量控制措施主要通過設(shè)備的選型，其次是在生產(chǎn)工藝上調(diào)節(jié)進料的塊度。

由于各種巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的不同，巖石破碎后的粒形和級配也不盡相同。質(zhì)地堅硬的石英砂巖及各種侵人火成巖粒形最差，針片狀含量多，而中等硬度的石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r針片狀含量很少。通過大量的試驗證明，不同的破碎機產(chǎn)生針片狀含量效果不同。顎式破碎機比旋回及圓錐破碎機生產(chǎn)的粗骨料的針片狀含量略高，而反擊式特別是捶式破碎機生產(chǎn)的粗骨料的針片狀含量顯著降低。

粗碎的針片狀含量大于中碎，中碎的針片狀含量又大于細碎。說明破碎比越大，針片狀含量越大，為改善骨料粒形，在生產(chǎn)工藝上應(yīng)盡量減小粗碎前的塊度，并盡量利用粗碎及中碎后的小石及中石制砂，利用細碎后的中小石作為粗骨料的成品，這樣也可以嚴格控制針片狀含量。

人工砂石粉含量指人工砂中小于0.16mm的顆粒的含量，人工砂石粉中小于0.08mm的顆粒可以視為一種惰性摻和料，適當?shù)氖酆靠梢愿纳苹炷恋暮鸵仔?，提高混凝土密實性，對提高混凝土性能有利?/p>

干法制砂工藝中人工砂中的石粉含量一般較高，能滿足質(zhì)量標準要求。也有發(fā)現(xiàn)存在石粉含量大于標準的情況，這時應(yīng)考慮部分濕式生產(chǎn)，洗去部分石粉或選用風機吸塵器設(shè)備吸出部分石粉，以滿足標準要求。

濕法制砂工藝中人工砂中的石粉含量一般較低，大多數(shù)工程均要求回收部分石粉，以滿足工程需要。水電工程人工砂中的石粉回收主要有機械回收方式和人工回收方式兩種。在大型人工砂石料生產(chǎn)中或場地狹窄的工程，工藝上需設(shè)計石粉回收車間（或稱細砂回收車間），即將篩分車間和制砂車間螺旋分級機溢流水中帶走的石粉通過集流池，再回收利用。在小型人工砂石料生產(chǎn)中或場地寬敞的工程，也采用人工回收方式，來控制人工砂中的石粉含量，即對生產(chǎn)過程中洗砂機排放溢流水進行自然存放脫水，自然存放脫水后的細砂可以用裝載機配合自卸汽車運輸進行添加。為了有效地控制石粉含量，常采取以下措施：

（1）通過不斷試驗，有效控制石粉的添加量。

（2）在石粉添加斗的斗壁附有振動器，斗下安裝一臺螺旋分級機，通過螺旋分級機均勻地添加到成品砂人倉膠帶機上，使石粉得到均勻混合。

（3）廢水處理車間盡量靠近成品砂膠帶機，能用膠帶機順利轉(zhuǎn)運，經(jīng)壓濾機干化后的石粉干餅經(jīng)雙輥破碎機加工成松散粉末狀，防止石粉成團。

（4）在施工總布置中要考慮一個石粉堆存場，堆存場既可以調(diào)節(jié)添加量，又可以通過自然脫水降低含水率，在一定程度上調(diào)節(jié)成品砂的含水率。

成品砂應(yīng)滿足質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好的要求比如混凝土砂細度模數(shù)應(yīng)在2.7-3.2比較合適。一般控制在2.8±0.1范圍內(nèi)，干混砂漿用砂細度模數(shù)可控制在2.3±0.1范圍內(nèi)，更加生產(chǎn)經(jīng)驗通常采用以下技術(shù)措施控制和調(diào)節(jié)成品砂細度模數(shù):

1、篩分設(shè)備選購大型廠家生產(chǎn)質(zhì)量性能穩(wěn)定的產(chǎn)品確保有效的篩分分級；

2、制砂設(shè)備選用立軸沖擊式破碎機與篩分機形成閉路循環(huán)生產(chǎn)機制砂，在水電行業(yè)曾并輔以棒磨機調(diào)整機制砂的細度模數(shù)；

3、通過減少棒磨機的進料量，進料粒徑及鋼棒安裝量調(diào)減成品砂的細度模數(shù)，或調(diào)減立軸沖擊式破碎機的進料量或進料粒徑，減小成品砂的細度模數(shù)；

4、采用立軸沖擊式破碎機與棒磨機聯(lián)合制砂工藝并正確設(shè)置各臺立軸沖擊式破碎機轉(zhuǎn)子的運行參數(shù)，如線速度、以控制成品砂的細小顆粒，提高中間級配顆粒含量，調(diào)整成品砂級配；

5、成品砂堆放時盡量減緩料堆坡度避免離析造成級配變化。

為了使含水率降低到規(guī)定范圍內(nèi)且穩(wěn)定，目前大型工程主要采取機械脫水方式，中小型工程則以自然脫水為主。另外在生產(chǎn)中必須嚴格遵守操作規(guī)程，對堆料砂倉進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）一般系統(tǒng)工藝中首先要采用機械脫掉砂中大部分水分。目前采用最多的是振動篩脫水工藝，經(jīng)直線脫水篩脫水后的砂，能將原含水率20%-23%的砂脫到14%-17%；也有采用脫水效果好投資費用相應(yīng)大的真空脫水和離心脫水。

（2）人工砂下料、堆存脫水及人工砂取料分開進行的，一般堆存脫水3-5天后可使含水率降低到6%以內(nèi)且穩(wěn)定。

（3）使干法人工砂和脫水篩的人工砂混合進人成品砂倉，可降低砂的含水率。

（4）在成品砂倉頂部搭設(shè)防雨棚，砂倉底部澆筑混凝土地板，并設(shè)置盲溝排水設(shè)施。每倉放完料后對盲溝進行一次清理，加快自然脫水時間，也可有效降低成品砂含水量。

機制砂加工可以采用高性能破碎加工設(shè)備，這些設(shè)備破碎比大、處理能力高、產(chǎn)品粒形好；另一方面可以采用改進篩分效率、改進成品料質(zhì)量、有利環(huán)境保護的設(shè)備，提高工作效率，既達到提高成品質(zhì)量的目的，又可以降低生產(chǎn)成本。