混凝土砂石骨料的質量控制及骨料污染措施探析

于紅波

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115000)

文章編號：1007-7596(2015)12-0052-03

混凝土砂石骨料的質量控制及骨料污染措施探析

于紅波

(遼寧省營口水文局，遼寧 營口 115000)

混凝土砂石加工廠可分為人工骨料加工廠和天然砂石料加工廠兩種基本類型。天然砂石料加工廠一般由超徑處理車間(工段)和篩洗車間(工段)組成，當需要人工骨料補充或調整天然骨料級配時，則需要另設必要的破碎車間和制砂車間。文章介紹了水利工程混凝土砂石骨料場生產規模、工藝流程、設備選型、質量控制措施及質量管理要點，為水利建設部門提供參考。

混凝土；砂石骨料；生產；質量控制；措施

混凝土砂石加工廠可分為人工骨料加工廠和天然砂石料加工廠2種基本類型。天然砂石料加工廠一般由超徑處理車間(工段)和篩洗車間(工段)組成，當需要人工骨料補充或調整天然骨料級配時，則需要另設必要的破碎車間和制砂車間。

1 生產規模

1.1 工作制度

1)砂石加工廠生產不均衡，高峰期每月實際工作日數和每月實際工作小時數均可能高于表列數值。但為了計算規范化，仍建議采用表列數值，可在設備選型時取較高的負荷系數。

2)天然骨料的超徑處理或人工骨料的粗碎工段，一般直接承受采場來料，其作業時間應與采場的采運工作制度一致。為適應來料波動，除用受料倉調節外，在超徑處理或粗碎設備選擇時，其負荷系數可取0.65～0.75，3班工作時取較低值。超徑處理之前如設有毛料堆時，可取高于0.75的負荷系數。

3)篩洗和中細碎工段采用2班制，其設備的負荷系數可取0.75～0.85。

1.2 規模計算

砂石加工廠的生產規模通常以小時處理能力表示，處理能力計算公式為：

(1)

式中：Q為砂石加工廠處理能力，t/h；T為砂石加工廠月工作時間數，一般按2班制計算為350h，3班制為500h；Qmc為混凝土澆筑月強度；A為混凝土的骨料用量，無試驗資料時，可取2.15～2.2t/m3；Q0為工程其它砂石料的月需用量，t；KS為不計開采拋(流)失的綜合采運加工棄料損耗補償系數，同前，取1.375。

根據設計級配將成品骨料設計生產量Qf分解為各徑級骨料的設計產量，是檢驗砂石加工廠是否滿足生產總量和級配要求的依據，計算公式為：

(2)

式中：K8為包括成品料的堆儲和運輸損失耗補償系數；K9為混凝土運輸、澆筑、廢料損耗補償系數。

2 工藝流程

2.1 超徑石的處理

1)作棄料處理。天然砂石料中的超徑石系指超過最大骨料粒徑的石料，當超徑石的含量不多或粒徑過大、巖石過于堅硬、破碎利用的經濟價值不大時，可作為棄料處理。

2)破碎利用超徑石。如在經濟上有利，可將超徑石破碎后用作混凝土骨料，按連續生產的工藝流程進行設計。如超徑石的粒徑>300mm時，宜選用小型旋回破碎機或顎式破碎機破碎。粒徑較小時，可選用圓錐破碎機破碎。

2.2 篩分和級配調整

上堡料場砂子顆粒級配均勻且與混凝土所需的級配比較接近，可采用簡單的篩分工藝。

2.3 砂石清洗

上堡料場的天然砂石料中含有泥土，需在振動篩上用高壓水沖洗，再配和使用螺旋洗砂機進行清洗。

2.4 回水利用和污水處理

原料中的污泥和粉粒含量，在河灘料場中約占1%～6%。這些污物與沖洗水一起集中到砂粒一級。為控制砂石料的質量，常用較多的水沖洗，以致分級脫水時溢流速度過大，大量細砂被帶走。如果砂的粒徑較粗，細砂就應回收利用。

3 主要設備選型

3.1 篩分設備

砂石加工廠常用的篩分設備有振動篩和固定篩。固定篩又分為格篩和條篩2種。預篩分時選用條篩，傾斜安裝，傾斜角應>物料對篩面的摩擦角，一般>35°，以使物料能沿篩面自動地下滑。條篩橫向凈孔尺寸為篩下物最大允許粒徑的1.1～1.2倍，≥50 mm。之所以選用條篩是因為它的結構比較簡單，堅固耐用，可直接受料，不消耗動力，價格便宜；但是物料易堵塞篩孔，需要的高差大，篩分效率只有50%～70%，不宜用作檢查篩分構成閉路。條篩的長度≥寬度的2倍，最優長度為3～4m；寬度按給料機或運輸機確定，并>給料最大粒徑的2.5倍。

砂石料篩分沖洗用水應該有所控制，水量過多宜造成細砂流失，上堡料場中細砂含量相對較少，特別是對碾壓混凝土至關重要的<0.15 mm顆粒含量過分偏少，所以篩分沖洗過程中應特別注意。而當水量過少時，砂石料不易洗凈，影響骨料的質量，使其不能很好地與水泥結合。

3.2 分級脫水設備

螺旋洗砂機兼有洗砂、分級和脫水的作用。洗砂機的轉速較高，下端裝攪拌葉槳，寬溢流口，長機身，利于脫水。選用寬堰螺旋洗砂機可增大沉降區面積和溢流口寬度，降低流速，減少細砂的流失。因為上堡料場的細砂(≤0.15 mm)含量偏少，所以減少細砂的流失對本工程至關重要。

在篩分機上沖洗砂石的全部用水與砂一起進入螺旋洗砂機。常因流量過大，溢流速度過快而引起細砂流失，在洗砂機之前設置濃縮斗，可以減少進入洗砂機的流量。濃縮機常與螺旋洗砂機等設備構成聯合作業，濃縮排放污泥，回收利用沖洗水。必要時可在沖洗尾水進入濃縮機之前注入適量的凝聚劑，加速微粒的凝聚和沉降，改善排水的水質。

3.3 給料設備

砂石加工廠常用的給料設備有電磁和慣性振動給料機、板式給料機、槽式給料機、圓盤給料機、鏈式給料機、膠帶給料機和機動弧行門等。根據各自的特點和適用范圍，在觀音閣砂石系統中選用電磁和慣性振動給料機。

4 廠址選擇和設備配置

4.1 廠址選擇

砂石加工廠的廠址在經過料場運輸方案綜合比較之后，選定在上堡料場上游，距上堡料場約3km處，距拌和樓100m左右。

4.2 車間設備的配置

4.2.1 總體布置

1)篩分車間有預篩分車間和分級篩分車間兩類。前者主要是篩出超徑石塊，后者是用作砂石成品的分級篩分。

2)篩分機布置采用復列式，將所有篩子自上而下布置在一座多層樓房(即篩分樓)內，廠內運輸靠物料自重通過溜槽自流。篩分樓結構用鋼筋混凝土構成。篩分樓拆裝方便，可重復使用，大大減少了土建工程量，縮短臨建工期。

4.2.2 車間設備的配置

1)篩分車間是天然砂石料加工廠的主要車間。為保證連續運行，在地面配置調節料倉。其儲量為一個臺班的處理量。

2)地面調節料倉用帶式輸送機直接向篩分機供料。篩分機進料不直接沖向篩網，可以起到保護篩網提高篩面利用率的作用。

3)篩分機的布置高度滿足篩上產物重力自流排料的要求。溜槽傾角35°。篩下設集料漏斗，傾角為50°，漏斗的承料部分長度和寬度比篩框長度和寬度分別大100 mm。

4)螺旋洗砂機布置在篩分樓的底層。漿液通過水槽進入螺旋洗砂機脫水，水槽底面低于洗砂機沉砂室液面150 mm，并根據溢流粒徑大小，確定溢流量、補給水量以及進料部位。

5)篩分車間運行時噪聲大，沖洗水溢流現象突出。為改善勞動條件，每層布置有隔音的操作監視室，且樓內有良好的防漏和排水措施。

5 砂石骨料的質量控制

成品砂石骨料的質量，首先決定于砂石原料自身的質量，但加工質量對混凝土的性能也有重大的影響，且在一定程度上影響混凝土的水泥用量。因此，必須在生產過程中加以嚴格控制。砂石骨料常見的質量問題有破碎、分離、混雜、污染和軟弱顆粒等問題，此外還有砂的含水量和細度模數的控制問題。對于以上這些可能出現的質量問題，除在生產過程中必須嚴格遵守操作規程外，尚須采取各種工藝措施，盡可能防止各種質量問題的出現，改善提高砂石骨料最終成品的質量，為保證混凝土質量創造必要的條件。

5.1 防止骨料破碎、分離、混料的措施

成品料從出篩分樓至攪拌機要經歷多次轉運環節，往往引起骨料破碎，特別是大粒徑、針片狀、含有裂隙和脆性的骨料較易破碎。破碎有碎裂和剝落兩種，前者常因卸料自由落差過大所致，后者則發生在輾轉研磨中。破碎常是引起遜徑的主要原因。成品料的級內粗細顆粒分離主要發生在堆料與物料裝卸過程中，如措施不當，容易引起粗顆粒滾落集中到料堆底部的嚴重分離現象，強風也會使自由拋落的細骨料產生離析。由于分離，使同一粒徑級骨料的級內顆粒分布發生不應有的波動，從而引起比表面積和空隙率的變化，造成混凝土質量控制困難。由于擋墻、料倉分隔不好，篩網、溜槽損壞，運載工具和裝料受料倉排料不凈，骨料輪換運輸時的誤操作，都有可能產生混料。混料也是造成遜徑的重要原因之一。防止破碎、分離和混料，一般采取下列措施：

1)工藝設計中力求減少成品骨料的轉運環節，降低自由落差，避免料流的劇烈碰撞和急劇改向。

2)采用搖臂堆料機堆料時，要不斷移動堆料機，回轉和俯仰動臂，以保證均勻成層布料，自由落料高度≤3 m。對于卸料點固定的堆料，大、中石的自由落差超過5m時，要設緩降器。

3)一般不要在料倉、料堆排空后進行裝料和堆料。但經一定時間后又須及時清倉，以免碎料、粉料堆積。對于幾種料共用的料倉，為避免混料，倉底不應有存料死角。落差超過3m時，大、中石應設緩降設施。

4)帶式輸送機的拋料點要用適當形狀的溜筒，以保證物料從中心豎直落下。

5)運輸途中應有棄料設施，以便棄置不合格石料或將它該作其他用途。

6)經常做好設備和設施的維修工作，避免發生混料。

7)堆料場的各級骨料的隔墻應有足夠高度和強度，并應避開強風。

8)采用孔徑略大的篩網，有意識地增多超徑石含量，以補償由于破碎引起的大顆粒含量的減少。

5.2 防止成品骨料污染措施

骨料污染的途徑主要有塵土沉積、泥水污水流入、機械和人員挾帶污物進入堆料場，以及機械油脂泄漏和排氣污染等，一般采取下列防止措施：

1)禁止無關的設備和人員進入成品堆料場。裝車作業應盡量避免在堆料場上進行。

2)堆料場地面應平整，并有適當的坡度和截水排水設施。對于大型料場，地面應有粒徑為10～150 mm的干凈、壓實的石料墊層作護面。

3)成品料的堆存時間不宜過長，盡量做到及時周轉使用。

4)堆料場地弄取料時，進料口應適當高出地弄頂板，地弄頂板則應適當高出堆料場地面，地弄內要有排水設施。

5)地弄取料時，盡可能從兩個以上料口同時取料。

6)防止將污物帶入堆料場。

6 結 語

大壩主體采用碾壓混凝土施工工藝。由于碾壓混凝土施工工藝技術先進，施工速度快，施工強度高，對骨料的生產能力要求也較高。選用了挖掘機配合自卸汽車和帶式輸送機進行骨料的開采、運輸，使采運能力滿足混凝土澆筑強度。

對骨料的質量要求較高,特別是對超遜徑的控制要求更嚴格。采用噴淋法冷卻骨料，這種方式在調節料倉到拌和樓的帶式輸送機上進行，這種方式工藝簡單易行，并節省了時間和投資。降低了工作量，提高了工作效率。

[1]吳正敏.天然砂石骨料碾壓混凝土質量控制綜述[J].水力發電，2014(09)：49-54.

[2]陳亮.淺談混凝土砂石骨料生產質量控制[J].水利建設與管理，2011(10)：56-59.

2015-08-21

于紅波(1980-)，男，工程師，從事水文測驗及水資源評價工作。

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