混凝土砂石骨料的质量控制及骨料污染措施探析

2015-03-21于红波

黑龙江水利科技 2015年12期

关键词：料场加工厂筛分

于红波

(辽宁省营口水文局，辽宁营口 115000)

文章编号：1007-7596(2015)12-0052-03

混凝土砂石骨料的质量控制及骨料污染措施探析

于红波

(辽宁省营口水文局，辽宁营口 115000)

混凝土砂石加工厂可分为人工骨料加工厂和天然砂石料加工厂两种基本类型。天然砂石料加工厂一般由超径处理车间(工段)和筛洗车间(工段)组成，当需要人工骨料补充或调整天然骨料级配时，则需要另设必要的破碎车间和制砂车间。文章介绍了水利工程混凝土砂石骨料场生产规模、工艺流程、设备选型、质量控制措施及质量管理要点，为水利建设部门提供参考。

混凝土；砂石骨料；生产；质量控制；措施

混凝土砂石加工厂可分为人工骨料加工厂和天然砂石料加工厂2种基本类型。天然砂石料加工厂一般由超径处理车间(工段)和筛洗车间(工段)组成，当需要人工骨料补充或调整天然骨料级配时，则需要另设必要的破碎车间和制砂车间。

1 生产规模

1.1 工作制度

1)砂石加工厂生产不均衡，高峰期每月实际工作日数和每月实际工作小时数均可能高于表列数值。但为了计算规范化，仍建议采用表列数值，可在设备选型时取较高的负荷系数。

2)天然骨料的超径处理或人工骨料的粗碎工段，一般直接承受采场来料，其作业时间应与采场的采运工作制度一致。为适应来料波动，除用受料仓调节外，在超径处理或粗碎设备选择时，其负荷系数可取0.65～0.75，3班工作时取较低值。超径处理之前如设有毛料堆时，可取高于0.75的负荷系数。

3)筛洗和中细碎工段采用2班制，其设备的负荷系数可取0.75～0.85。

1.2 规模计算

砂石加工厂的生产规模通常以小时处理能力表示，处理能力计算公式为：

(1)

式中：Q为砂石加工厂处理能力，t/h；T为砂石加工厂月工作时间数，一般按2班制计算为350h，3班制为500h；Qmc为混凝土浇筑月强度；A为混凝土的骨料用量，无试验资料时，可取2.15～2.2t/m3；Q0为工程其它砂石料的月需用量，t；KS为不计开采抛(流)失的综合采运加工弃料损耗补偿系数，同前，取1.375。

根据设计级配将成品骨料设计生产量Qf分解为各径级骨料的设计产量，是检验砂石加工厂是否满足生产总量和级配要求的依据，计算公式为：

(2)

式中：K8为包括成品料的堆储和运输损失耗补偿系数；K9为混凝土运输、浇筑、废料损耗补偿系数。

2 工艺流程

2.1 超径石的处理

1)作弃料处理。天然砂石料中的超径石系指超过最大骨料粒径的石料，当超径石的含量不多或粒径过大、岩石过于坚硬、破碎利用的经济价值不大时，可作为弃料处理。

2)破碎利用超径石。如在经济上有利，可将超径石破碎后用作混凝土骨料，按连续生产的工艺流程进行设计。如超径石的粒径>300mm时，宜选用小型旋回破碎机或颚式破碎机破碎。粒径较小时，可选用圆锥破碎机破碎。

2.2 筛分和级配调整

上堡料场砂子颗粒级配均匀且与混凝土所需的级配比较接近，可采用简单的筛分工艺。

2.3 砂石清洗

上堡料场的天然砂石料中含有泥土，需在振动筛上用高压水冲洗，再配和使用螺旋洗砂机进行清洗。

2.4 回水利用和污水处理

原料中的污泥和粉粒含量，在河滩料场中约占1%～6%。这些污物与冲洗水一起集中到砂粒一级。为控制砂石料的质量，常用较多的水冲洗，以致分级脱水时溢流速度过大，大量细砂被带走。如果砂的粒径较粗，细砂就应回收利用。

3 主要设备选型

3.1 筛分设备

砂石加工厂常用的筛分设备有振动筛和固定筛。固定筛又分为格筛和条筛2种。预筛分时选用条筛，倾斜安装，倾斜角应>物料对筛面的摩擦角，一般>35°，以使物料能沿筛面自动地下滑。条筛横向净孔尺寸为筛下物最大允许粒径的1.1～1.2倍，≥50 mm。之所以选用条筛是因为它的结构比较简单，坚固耐用，可直接受料，不消耗动力，价格便宜；但是物料易堵塞筛孔，需要的高差大，筛分效率只有50%～70%，不宜用作检查筛分构成闭路。条筛的长度≥宽度的2倍，最优长度为3～4m；宽度按给料机或运输机确定，并>给料最大粒径的2.5倍。

砂石料筛分冲洗用水应该有所控制，水量过多宜造成细砂流失，上堡料场中细砂含量相对较少，特别是对碾压混凝土至关重要的<0.15 mm颗粒含量过分偏少，所以筛分冲洗过程中应特别注意。而当水量过少时，砂石料不易洗净，影响骨料的质量，使其不能很好地与水泥结合。

3.2 分级脱水设备

螺旋洗砂机兼有洗砂、分级和脱水的作用。洗砂机的转速较高，下端装搅拌叶桨，宽溢流口，长机身，利于脱水。选用宽堰螺旋洗砂机可增大沉降区面积和溢流口宽度，降低流速，减少细砂的流失。因为上堡料场的细砂(≤0.15 mm)含量偏少，所以减少细砂的流失对本工程至关重要。

在筛分机上冲洗砂石的全部用水与砂一起进入螺旋洗砂机。常因流量过大，溢流速度过快而引起细砂流失，在洗砂机之前设置浓缩斗，可以减少进入洗砂机的流量。浓缩机常与螺旋洗砂机等设备构成联合作业，浓缩排放污泥，回收利用冲洗水。必要时可在冲洗尾水进入浓缩机之前注入适量的凝聚剂，加速微粒的凝聚和沉降，改善排水的水质。

3.3 给料设备

砂石加工厂常用的给料设备有电磁和惯性振动给料机、板式给料机、槽式给料机、圆盘给料机、链式给料机、胶带给料机和机动弧行门等。根据各自的特点和适用范围，在观音阁砂石系统中选用电磁和惯性振动给料机。

4 厂址选择和设备配置

4.1 厂址选择

砂石加工厂的厂址在经过料场运输方案综合比较之后，选定在上堡料场上游，距上堡料场约3km处，距拌和楼100m左右。

4.2 车间设备的配置

4.2.1 总体布置

1)筛分车间有预筛分车间和分级筛分车间两类。前者主要是筛出超径石块，后者是用作砂石成品的分级筛分。

2)筛分机布置采用复列式，将所有筛子自上而下布置在一座多层楼房(即筛分楼)内，厂内运输靠物料自重通过溜槽自流。筛分楼结构用钢筋混凝土构成。筛分楼拆装方便，可重复使用，大大减少了土建工程量，缩短临建工期。

4.2.2 车间设备的配置

1)筛分车间是天然砂石料加工厂的主要车间。为保证连续运行，在地面配置调节料仓。其储量为一个台班的处理量。

2)地面调节料仓用带式输送机直接向筛分机供料。筛分机进料不直接冲向筛网，可以起到保护筛网提高筛面利用率的作用。

3)筛分机的布置高度满足筛上产物重力自流排料的要求。溜槽倾角35°。筛下设集料漏斗，倾角为50°，漏斗的承料部分长度和宽度比筛框长度和宽度分别大100 mm。

4)螺旋洗砂机布置在筛分楼的底层。浆液通过水槽进入螺旋洗砂机脱水，水槽底面低于洗砂机沉砂室液面150 mm，并根据溢流粒径大小，确定溢流量、补给水量以及进料部位。

5)筛分车间运行时噪声大，冲洗水溢流现象突出。为改善劳动条件，每层布置有隔音的操作监视室，且楼内有良好的防漏和排水措施。

5 砂石骨料的质量控制

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。砂石骨料常见的质量问题有破碎、分离、混杂、污染和软弱颗粒等问题，此外还有砂的含水量和细度模数的控制问题。对于以上这些可能出现的质量问题，除在生产过程中必须严格遵守操作规程外，尚须采取各种工艺措施，尽可能防止各种质量问题的出现，改善提高砂石骨料最终成品的质量，为保证混凝土质量创造必要的条件。

5.1 防止骨料破碎、分离、混料的措施

成品料从出筛分楼至搅拌机要经历多次转运环节，往往引起骨料破碎，特别是大粒径、针片状、含有裂隙和脆性的骨料较易破碎。破碎有碎裂和剥落两种，前者常因卸料自由落差过大所致，后者则发生在辗转研磨中。破碎常是引起逊径的主要原因。成品料的级内粗细颗粒分离主要发生在堆料与物料装卸过程中，如措施不当，容易引起粗颗粒滚落集中到料堆底部的严重分离现象，强风也会使自由抛落的细骨料产生离析。由于分离，使同一粒径级骨料的级内颗粒分布发生不应有的波动，从而引起比表面积和空隙率的变化，造成混凝土质量控制困难。由于挡墙、料仓分隔不好，筛网、溜槽损坏，运载工具和装料受料仓排料不净，骨料轮换运输时的误操作，都有可能产生混料。混料也是造成逊径的重要原因之一。防止破碎、分离和混料，一般采取下列措施：

1)工艺设计中力求减少成品骨料的转运环节，降低自由落差，避免料流的剧烈碰撞和急剧改向。

2)采用摇臂堆料机堆料时，要不断移动堆料机，回转和俯仰动臂，以保证均匀成层布料，自由落料高度≤3 m。对于卸料点固定的堆料，大、中石的自由落差超过5m时，要设缓降器。

3)一般不要在料仓、料堆排空后进行装料和堆料。但经一定时间后又须及时清仓，以免碎料、粉料堆积。对于几种料共用的料仓，为避免混料，仓底不应有存料死角。落差超过3m时，大、中石应设缓降设施。

4)带式输送机的抛料点要用适当形状的溜筒，以保证物料从中心竖直落下。

5)运输途中应有弃料设施，以便弃置不合格石料或将它该作其他用途。

6)经常做好设备和设施的维修工作，避免发生混料。

7)堆料场的各级骨料的隔墙应有足够高度和强度，并应避开强风。

8)采用孔径略大的筛网，有意识地增多超径石含量，以补偿由于破碎引起的大颗粒含量的减少。

5.2 防止成品骨料污染措施

骨料污染的途径主要有尘土沉积、泥水污水流入、机械和人员挟带污物进入堆料场，以及机械油脂泄漏和排气污染等，一般采取下列防止措施：

1)禁止无关的设备和人员进入成品堆料场。装车作业应尽量避免在堆料场上进行。

2)堆料场地面应平整，并有适当的坡度和截水排水设施。对于大型料场，地面应有粒径为10～150 mm的干净、压实的石料垫层作护面。