干混砂浆生产线中干法制砂工艺的研究与应用

尹文祥 张信铃

（山东圆友重工科技有限公司，山东 潍坊 261000）

1 引言

预拌砂浆是指由专业生产厂生产的湿拌砂浆或干混砂浆，其中干混砂浆的应用面广、普及率高。干混砂浆按用途主要分为干混砌筑砂浆、干混抹灰砂浆、干混地面砂浆、干混普通防水砂浆、干混陶瓷砖粘结砂浆、干混界面砂浆、干混聚合物水泥防水砂浆、干混自流平砂浆、干混耐磨地坪砂浆、干混填缝砂浆、干混饰面砂浆和干混修补砂浆。干混砌筑砂浆按施工厚度分为普通砌筑砂浆和薄层砌筑砂浆；干混抹灰砂浆按施工厚度或施工方法分为普通抹灰砂浆、薄层抹灰砂浆和机喷抹灰砂浆。

行业内又将干混砂浆统分为普通干混砂浆和特种干混砂浆两大类，其最明显区别就是普通干混砂浆的使用量比特种干混砂浆的使用量大得多。从市场需求角度来说，两者是相辅相成的，同时存在于工程建设。砂浆生产厂同时生产两种干混砂浆，对自身产品的市场占有率提升是最佳的。然而，两种类型的干混砂浆所用骨料细度模数相差较大，普通干混砂浆使用的骨料一般为细度模数2.3～2.8 的干砂，特种干混砂浆使用的骨料一般为细度模数1.6～2.2 的干砂。干砂主要来源于河沙烘干、骨料破碎、水洗制备后烘干等方式，但受限于资源储量和环境保护的因素，目前干混砂浆用砂主要通过骨料破碎的方式由人工制备，尤其是采用干法制砂工艺的骨料破碎生产设备最佳。有试验表明，对比4 种类型的干砂（细度模数2.3的河沙、细度模数2.8 的机制砂、细度模数1.6 的细河沙、细度模数2.3 的混合砂），在相同配合比条件下，细度模数2.8 的机制砂抹灰砂浆不好施工，但强度最高；细河沙的抹灰砂浆好施工，但强度最低，收缩率最大；细度模数相同的河沙和混合砂，混合砂抹灰砂浆比河沙抹灰砂浆施工性能更好，强度更高。因此，骨料破碎生产设备要具备细度模数可调的特点，以满足不同干混砂浆的用砂需求。

2 骨料生产设备干法制砂工艺的发展简述

干法制砂工艺是在传统湿法制砂工艺的基础上进一步推出的，在骨料生产过程中不进行冲洗作业，生产过程中不易产生污水、污泥的排放，石粉流失量少，节约水资源，环保。干砂制砂工艺的缺点是扬尘严重，但随着除尘技术和设备的不断发展和应用，干砂制砂工艺在越来越多的特大型、大型砂石系统中采用。

2.1 传统单破碎段制砂工艺

传统单破碎段制砂工艺如图1 所示。干法制砂工艺应用在干混砂浆领域，因成品干砂石粉含量偏高，造成抹灰砂浆开裂等问题，因此，在传统单破碎段制砂工艺中增加了选粉机（如图2 所示的转子式分选机、图3 所示的空气选粉机等）去除多余石粉，干混砂浆用单破碎段制砂工艺如图4 所示。

图2 转子式选粉机

图3 空气选粉机

图4 干混砂浆用单破碎段制砂工艺

如图1 和图4 所示的干法制砂工艺为单破碎段制砂工艺中的一种，其存在细度模数的调整需要人为干预或无法调整的问题。

2.2 多破碎段联合制砂工艺

在单破碎段制砂工艺中再加入破碎设备，即多破碎段联合制砂工艺，就实现了细度模数在线调整。目前，常用的工艺流程有两种，一种为立轴破碎机与棒磨机联合制砂工艺，如图5 所示；一种为高、低速立轴破碎机联合制砂工艺，如图6 所示。

图5 立轴破碎机与棒磨机联合制砂

图6 高、低速立轴破碎机联合制砂

2.3 干法制砂工艺在干混砂浆生产线的应用

干混砂浆用单破碎段制砂工艺的骨料生产设备（图4）不具备成品干砂细度模数在线可调。如若在实际生产中将成品干砂中的一部分细砂用作生产特种干混砂浆，剩余骨料生产普通干混砂浆，则会存在普通干混砂浆的骨料级配不合理，难以保证产品质量的痛点。只能通过外购成品细砂或频繁更换骨料生产设备中筛网规格，亦或额外增加一条细骨料生产设备的方法来解决，这样不仅增加了砂浆生产厂前期的设备投资，运营成本也会增加许多。

多破碎段联合制砂工艺的骨料生产设备（图5、图6）可以实现成品干砂细度模数在线调整。如若一套骨料生产设备同时供应砂浆生产设备生产普通、特种干混砂浆，此时存在细度模数调整幅度大、细度模数逐渐变小、等待时间长的问题。

3 新干法联合制砂工艺介绍

目前，主流的骨料生产设备采用的干法制砂工艺生产普通、特种干混砂浆用干砂时，要么采用两套骨料生产设备分别生产粗、细两种骨料，要么使用一套可调细度模数的骨料生产设备，但无法解决实际生产过程中使用痛点的问题，因此，需要一种能合理解决以上问题的新干法联合制砂工艺。

3.1 新干法联合制砂工艺特点

新干法联合制砂工艺不仅成品干砂细度模数在线可调，而且具备生产模式一键切换、调整时间短的优势，工艺流程如图7 所示。

图7 新干法联合制砂工艺

新干法联合制砂工艺的最大变化是在多破碎段联合制砂工艺中加入双向带式输送机和棒磨机。当生产普通干混砂浆用砂时，双向带式输送机将成品干砂输送至选粉机，其工艺特点与高、低速立轴破碎机联合制砂工艺基本相同。当生产特种干混砂浆用砂时，双向带式输送机将成品干砂输送至棒磨机，棒磨机可将2.5mm 以下的成品干砂磨制为一定粒径的细骨料，磨制后再进入选粉机去除多余的石粉，即可生产出特种干混砂浆用细骨料。

新干法联合制砂工艺的生产模式切换采用一键控制，只需等待成品干砂经过棒磨机加工的时间，此时粗骨料也清空完毕，不存在粗、细骨料交叉污染的情况。这样就兼顾了多破碎段联合制砂在线调整细度模数的优点，同时还可以大幅度改变成品干砂的细度模数，而且等待时间短。

3.2 新干法联合制砂工艺与干混砂浆生产线的结合特性

当骨料生产设备与干混砂浆生产线集中一体设计时，新干法联合制砂工艺应与干混砂浆生产线中的成品干砂筛分系统结合控制，同时满足粗、细骨料的筛分需求，如图8 所示。

图8 两用成品干砂筛分工艺

两用成品干砂筛分工艺中的三通阀、复合摇摆筛与骨料生产设备的生产模式进行联动延时控制。当骨料生产设备切换生产模式生产细骨料时，三通阀延时一定时间后切换至复合摇摆筛。经过棒磨机加工后的细骨料仍有少量的中砂。两用成品干砂筛分工艺中，细骨料经过概率筛筛分后，中砂进入对应的储存仓，细砂通过三通阀的控制进入复合摇摆筛，这样既避免了中砂的浪费，又提高了复合摇摆筛的筛分效率，保证了细骨料的精确筛分。

新干法联合制砂工艺是在多破碎段联合制砂工艺的基础上增加一定的设备改进推出的。结合实际情况，也可以对已经建成的骨料生产设备进行改造，适用性大大提升。

4 结语

本文简述了干砂制砂工艺的发展历程，通过对比不同工艺的优缺点，并结合干混砂浆用砂情况，总结出了目前主流骨料生产设备存在的问题或痛点。在此基础上，结合相关文献的试验数据，提出了改进型的新干法联合制砂工艺。此工艺不仅提高了新骨料生产设备的技术优势，而且在已经建成的骨料生产设备中也具备改造适用性。综合考量各种因素，对于覆盖普通、特种干混砂浆两大类产品的干混砂浆生产线来说，采用新干法联合制砂工艺的骨料生产设备是最佳选择。