从级配的角度合成连续级配砂的技术实践
2020-06-11张沙丽杜鹏成
张沙丽 杜鹏成
（广东汕头市润都混凝土有限公司）
0 前言
随着社会经济的发展，建筑行业也随之大发展，对于预拌混凝土的需求量予以剧增，但是受限于诸多环保政策的落地，天然砂石限制开采，使得天然砂、石骨料资源供应紧缺，对于很多搅拌站而言拥有大量的符合国标连续级配的砂石资源已经成为一种奢望，更为现实的是供应量及质量不稳定的来源繁杂的中低品质砂石原料，进而对预拌混凝土的质量造成了很大的影响，如何充分利用技术手段提高原材料的稳定性、保障产品的质量，已经成为每一个搅拌站面临的重要问题。
作为一个搅拌站的技术负责人，针对近些年的砂石原材料供应变化情况，通过对《JGJ52－2006 普通混凝土用砂石质量及检验标准》的深入分析研究，结合生产现状，在原材料满足基本指标的前提下，再以分计筛余为核心指标的对砂石进行复配调整的技术，通过不同级配类型的砂石资源搭配，得到较为理想的级配砂石，这样既能保障预拌混凝土的质量，还能较合理的利用现有材料来降低生产成本，生产实践亦表明该方法有较好的效果，为本搅拌站的生产质量控制提供了有效支撑。
1 原理及方法
1.1 基本原理
从对《JGJ52－2006 普通混凝土用砂石质量及检验标准》中的分析发现，标准中对于级配范围相对细颗粒要求越严格，对相对粗颗粒要求相比较细粒的级配范围宽裕些，在生产实践中发现，筛析中分计筛余的数字比累计的更能说明问题，据此，本文依据《JGJ 52－2006普通混凝土用砂石质量及检验标准》砂级配表中中砂累计筛余倒推出砂分计筛余及分计中位数，如表1 所示。
表1 标准II区中砂级配分计筛余参考值
在进行砂石复配时，首先对已有原材料进行基本性能的分析，确定级配特征，再通过比例调整使其整体级配接近于分计筛余中位数，以此确定不同品种砂石的较佳比例。
1.2 测算方法
1.2.1 试算
以较为常见的三种砂复配为例，假设有A、B、C 三个样品，三个样品中各自所含最高级配要互补，试算原则采用“抓两头，带中间”的方式进行操作，先确定要合成连续级配两头的单粒级的百分比再兼顾中间单粒级的百分比取值。三个样品确定好合成级配的百分比后，再列表以次分算各自在合成级上的含量，最后合成级配每档计算总量，算合成级配分计筛余.
1.2.2 校核调整
对以上计算得到各单粒级比例及配合比要进行验算，如得到的合成级配正好位于目标级配范围内之间，则说明上面计算有A、B、C 三种单粒级材料各自百分比恰好满足要求；若不在所要求的范围内，则应微调上述比例重新验算，直到满足合成级配要求为止；如经数次调整仍不能达到要求，可掺单粒级砂石进行强制调整。
2 计算实例
2.1 复配用砂基本性能
以本搅拌站常用的A、B、C 三种砂作为试配对象，三种砂的基本性能如表2 所示，三种砂石的基本指标均能满足相关标准要求。
表2 试配用砂的基本特性
2.2 三种砂复配试算
A、B、C 样中A 样主要级配成分在5mm～2.5mm 之间，B 样主要级配成分在0.63mm～0.315mm 之间，C 样主要级配成分在0.16mm 之间，采用“抓两头，带中间”以A、B 两样抓两头试算确定A、B 两样占合成样的百分比，试算过程如表3 所示。
表3 试算1
由表3 的试算过程初步确定A、B 两样百分比例为A：35%、B：65%。
在表3 确定A、B 样品初步比例基础上，再详细计算拟合成样（D 样）的级配特点，具体如表4 所示。
经过表4 的试算后发现拟合成样D 样，各级配分计筛余大多都在分计筛余目标值范围内，并且靠近目标值中位数。但是还有些不在目标值范围内，D 样中2.5mm级配成分在目标值边缘、0.16mm 处于断档级配，首先靠虑补充0.16mm 级配的组分，引进C 砂C、D 继续合成试算，确定两样占合成样的百分比例，具体过程如表5 所示。
由此表5 的测算确定C、D 两样百分比例为C：16%、D：84%。
在表5 确定C、D 样品比例基础上，再详细计算拟合成样（E 样）的级配特点，具体如表6 所示。
2.3 校核调整
由以上A、B、C 三种砂试算，最终复配合成E 样中C占16% 、B 占55%、A 占29%，以此比例为基础对E 样进行进一步的校核，具体如表7 所示。
表4 D 样级配特征
表5 试算3
表6 E 样级配特征
表7 E 样级配校核
砂的复配合成到此结束，最终的样品E 级配特征与分计筛余中值较为接近，最终成品E 样的级配以及其余关键指标（含泥量2.5%.、泥块含量0.2%、细度模数2.5、氯离子含量0.002%、壳含量2.1%）均能符合国家相关标准要求，试生产过程也表明使用该类砂生产的混凝土性能良好且质量稳定，为搅拌站的质量控制做出了贡献。
3 结论
本文对针对搅拌站砂石资源供应紧张的情况提出了采用从级配优化的角度出发，以分计筛余为核心指标进行砂石复配的方法，该方法能够广泛的应用于多种砂、石资源的复配，通过级配优化调整为混凝土的生产稳定性提供保障，提高企业对于不同品类砂石资源的适应性，进而还可以降低生产成本，在生产实践中也取得了良好效果，可以作为搅拌站原材料质量控制的一种有效手段，具有一定的推广应用价值。
