机制砂中石粉控制方法探析

符海龙 高申杰 汪良强

摘要：我国经济建设的快速发展导致混凝土材料的消耗巨大，混凝土的原料砂石已限制开采，替代材料的机制砂石应运而生。机制砂石中的石粉含量对后期混凝土和干混砂浆的影响非常大，所以必须严格控制其含量。本文探讨通过对生产机制砂石的原料、制砂设备、选粉设备、筛分设备、取样及测量方法等因素的控制，达到保证石粉含量最优的目的。

关键词：机制砂;石粉;原料;破碎;选粉;取样;筛分

一、机制砂的应用背景

随着我国经济建设的快速发展，我国基础设施建设方兴未艾，混凝土材料的消耗巨大。其中砂、石是混凝土的最重要原材料，同时也是消耗自然资源最大的材料。根据有关统计，2013年我国建设用骨料总量约为110亿吨。在经济利益的驱使下，很多地区都出现了乱采乱挖天然砂石的情况，对我国的河道工程建设以及环境保护都有极大的危害。另外，我国经过几十年的开采，一些地区有限的天然砂石资源已经用尽，价格不断上涨， 直接影响了工程建设的进展。面对这样的状况，国家已经严格限制了天然砂的开采。

为了补充砂石市场的刚性需求，必须寻找新的资源来替代，机制砂成了建设用砂的首选。机制砂是指通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂，成品没有天然砂那么圆润规则，但可以根据不同工艺要求加工成不同等级和大小的专业工业用砂。

经国务院同意，国家发改委会同工信部、公安部、财政部、自然资源部、生态环境部、住房城乡建设部、交通运输部、水利部、商务部、应急管理部、市场监管总局、国家统计局、中国海警局、中国国家铁路集团有限公司等十五部门和单位，日前联合印发《关于促进砂石行业健康有序发展的指导意见》（以下简称《意见》）。近半年来，有关砂石产业的政策出台了很多，或将促进砂石行业的快速发展①。

二、机制砂的组分

机制砂主要有以下几个要求：一是粒径，该机制砂石主要指颗粒直径在4.75mm的中细砂。二是粒型，该机制砂石外形要圆润，最好是类圆型产品。三是级配，主要指的是机制砂石粒径在0～0.16mm、0.16～0.32mm、0.32～0.63mm、0.63～1.18mm、1.18～2.36mm、2.36～4.75mm这六个区间内的混合砂石中各区间质量百分比最好要符合10%：15%：25%：25%：15%：10%這一黄金配比。四是含水率，机制砂石含水率要控制在2.0%以下。只有符合上述要求的机制砂石才能真正替代天然砂石，才能成为高品质的工业用砂原料。

三、机制砂中石粉的危害

石粉顾名思义就是指石头的粉状颗粒，国家标准上主要指粒径在0～0.075mm之间的粉粒。无论是生产混凝土用机制砂，还是生产干混砂浆用机制砂，对其石粉含量均有一定的要求。试验结果显示，当机制砂中石粉含量为10%时，混凝土性能达到最优状态②。对于生产干混砂浆用机制砂，一般要求其石粉含量不大于6%较为合适。无论对混凝土或者干混砂浆来讲，通过试验研究表明，机制砂含有适当的石粉对混凝土是有益的，石粉含量增加到一个极值后，混凝土的工作性、强度、耐久性逐渐减低③。所以必须严格控制机制砂中石粉的含量，才能保证混凝土和干混砂浆的品质。

四、机制砂中石粉产生的原因及其控制方法

机制砂中的石粉的来源主要有两个，一个是由石块破碎成机制砂的过程中产生的石粉，一个是做为原料石里面含有的天然石粉。我们主要来探讨由石块破碎成机制砂的过程中产生的石粉，分析其产生原因及其含量控制方法。

1、原料原因及其控制方法

⑴、原料硬度太低

原料石硬度太低导致其更容易破碎成细小颗粒，所以这种原料石破碎后的石粉较多。其石粉产量控制方法：一是降低破碎速度（破碎主轴转速），二是更换硬度较大的原料石。

⑵、原料粒径太小

每一种破碎设备都有一个最佳的破碎比（原料石直径与破碎成品砂直径之比），如果原料石粒径太小（接近破碎后的成品砂粒径）的话，就容易破碎出更多的石粉料。其石粉产量控制方法：一是按一定比例掺入较大粒径的原料石，二是全部更换粒径较大的原料石。

⑶、原料含土太多

土硬度很低，一旦进入制砂机后马上就会破碎成粉料，它对后期混凝土和干混砂浆的品质影响非常大，必须严格控制。其石粉产量控制方法：一是严格控制进厂原料石质量，二是全部更换含土量较少的原料石。

⑷、原料含水量太大

原料石含水量过高会导致石粉粘在成品砂上，在脱粉过程中难以除去，造成在检测时石粉含量偏高。其石粉产量控制方法：一是严格控制进厂原料石含水率，二是对含水较多的原料石进行除水（例如摊开晾晒）作业，三是掺入大比例的含水较少的原料石进行混合使用，四是对这些原料石全部更换成含水较少的原料石。

⑸、原料内含原料粉量过大

外购进厂的原料石中属于石料厂的下脚料性质，原料石质量不好，含有较多的灰粉成分。其石粉产量控制方法就是要做好检测，严格控制进厂原料石含粉量。

2、破碎原因及其控制方法

⑴ 破碎设备选择不对

破碎设备种类较多，目前分为粗、中、细破三个阶段，最后细破阶段使用的设备主要有立轴冲击式破碎机、卧轴反击式破碎机、锤式破碎机、球磨机等。各种设备产石粉量均有不同，要根据机制砂的用途选择合适的破碎设备。破碎设备选择不合理，得到的机制砂粒型有可能达不到使用要求，甚至出现石粉含量异常偏高现象。

⑵、破碎速度太大

每种原料石均有一个最佳破碎能，而每种破碎设备也均有一个最大的主轴破碎转速，主轴转速过高会造成破碎能过大，破碎后的成品机制砂中石粉含量偏多，主轴转速过低会造成破碎能过小，破碎后机制砂产量不足。其石粉产量控制方法就是针对不同的原料石调整破碎设备合理的主轴转速和破碎能，以达到最小能源消耗、最大合格机制砂产量和最小石粉产出的目的。

3、选粉原因及其控制方法

⑴、选粉设备选择不对

不同的选粉设备的选粉能力均有差别，选择合理能力的选粉设备可以降低机制砂中石粉含量。

⑵、选粉风机频率选择太低

目前的选粉设备基本都是风选原理，都是利用离心见机进行吹风选粉。离心风机的频率对选粉风的风速、风压和风量均有较大影响，选粉风机频率设计太低会造成石粉大量留在机制砂中，难以选出。其石粉产量控制方法就是要根据机制砂中石粉含量要求不停试验后得到最佳的风机频率。

⑶、除尘器滤袋总表面积过小

选粉设备如果使用除尘器进行选粉的话，除尘器面积滤袋总表面积过小会造成除尘器负载过大，加剧滤袋堵塞程度，降低透过滤袋的选粉风的风量和风速，石粉也难以从机制砂中选出。其石粉产量控制方法就是要根据机制砂产量和石粉含量要求设计选择合理面积的除尘器。

⑷、供气管路过细或漏气

选粉设备如果使用除尘器进行选粉的话，保证滤袋进行消灰使用的高压空气压力和风量必须足够，供气管路过细或漏气会造成滤袋的消灰不彻底，造成滤袋透气不畅，降低透过滤袋的选粉风的风量和风速，石粉也难以从机制砂中选出。其石粉产量控制方法就是要尽量加大供气管路，同时经常检查，减少漏气现象发生。

⑸、空压机太小或进气口堵塞

除尘器进滤袋进行消灰使用的高压空气压力和风量必须足够，空压机太小或进气口堵塞也会造成滤袋的消灰不彻底，石粉也难以从机制砂中选出。其石粉产量控制方法就是要尽量选用较大排量的空壓机，同时经常检查，防止其进气口堵塞。

4、筛分原因及其控制方法

⑴、多层筛网配合不对

多层筛网配合不合理的话，会造成筛网的筛分效率下降，进入筛网的物料难以筛透，合格机制砂会再次进入制砂机中二次破碎导致石粉含量增多。其石粉产量控制方法就是要根据机制砂粒径要求，配置合理的多层筛网。

⑵、筛网堵孔

如果原料石较潮湿或者筛网使用时间过长会造成筛网的部分网眼堵塞，进入筛网的物料难以筛透，合格机制砂会再次进入制砂机中二次破碎导致石粉含量增多。其石粉产量控制方法就是要经常检查筛网情况，防止堵眼现象发生。

⑶、筛网孔型选择

筛网孔型如果与制砂机生产出来的砂型不配的话，也会造成筛网的部分网眼容易堵塞，合格机制砂会再次进入制砂机中二次破碎导致石粉含量增多。其石粉产量控制方法就是要全理孔型的筛网延长筛网的使用时间。

⑷ 进筛料太集中

如果进入筛网的原料石太集中没有均匀摊开的话，会导致筛网上物料太厚，出现难以筛透现象，合格机制砂会再次进入制砂机中二次破碎导致石粉含量增多。其石粉产量控制方法就是尽量均匀摊开摊薄进入筛分机的物料。

5、样品原因及其控制方法

成品机制砂皮带机上出现精细分离的离析现象，取样时没有全皮带机断面取样，导致样砂没有取全从而不能如实反应机制砂的实际情况，或者取好的样品检测前没有进行充分混合从而导致样品失真，上述两种现象在检测过程中有可能出现石粉含量过高的现象发生。所以取样时要求必须全皮带机断面取样，而且要至少三次取样，多次取样后将所有取样在搅拌装置内充分混合，然后再取适当质量的样本进行石粉检测工作。

6、测量原因及其控制方法

如果称量取样的电子称等的准确度有问题导致称量结果不准确，其计算结果也不能如实反应机制成品砂的实际情况，在检测过程中有可能出现石粉含量鍽高的现象发生。所以要求测量用的电子称要经常性的用标准砝码进行校准，尽可能地保证电子称的精确度。

引用文章：

[1]范小强. 机制砂石或将迎来新发展[N]. 中国矿业报，2020-04-27（004）.

[2]彭仁琛.浅析机制砂中石粉含量对混凝土性能的影响[J].福建建材，2020（01）：22-24.

[3]权瑞.机制砂中石粉含量对不同强度等级混凝土性能的研究[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2018，31（S2）：216-218.