抽水蓄能電站砂石加工系統人工砂含水率控制探究

董應龍

中國水利水電第三工程局有限公司 陜西 西安 710024

1 砂含水率波動對混凝土質量的影響

細骨料作為混凝土的原材料之一，其含水率是影響混凝土質量的重要因素。砂含水率的波動直接影響混凝土的質量和施工性能。成品砂含水量增加1%，混凝土水灰比增加0.03，造成混凝土坍落度波動30～40mm[1]。

水電站砂石系統自投入生產運營，由于前期供應強度低，所以整個成品砂含水率控制在6%以內，但隨著地下電站，泄洪洞開始澆注混凝土，砂子和碎石骨料混凝土的增加，系統生產的成品砂無脫水時間，砂含水率高，不穩定，導致混凝土拌和物性能和坍落度不穩定，同時對溫控混凝土加冰量也產生一定影響，增加了混凝土生產質量控制的難度。

2 成品砂生產主要工藝

抽水蓄能電站砂石加工系統生產的成品砂主要來自以下幾個部分[2]：①超細碎車間0～40mm出料先經第二篩分車間篩分，篩下料（0～5mm）送入螺旋洗砂機洗選后進入直線振動篩脫水，經20#、28#與43#膠帶機送入成品砂倉；②制砂原料堆出料經棒磨機研磨后，送入螺旋洗砂機洗選后進入直線振動篩脫水，經42#與43#膠帶機送入成品砂倉；③細砂回收車間回收的石粉及細顆粒物料經42#與43#膠帶機送入成品砂倉。成品砂由以上3種來料混合組成，均為“濕法”生產工藝。

抽水蓄能電站砂石處理系統的成品砂生產工藝為“濕法”生產工藝，成品砂為水洗砂。雖然各工序產生的砂粒均經脫水篩脫水，但普通直線振動的脫水效果遠小于高頻脫水篩脫水效果。生產過程中檢測出43#膠帶機上含水率高達14%。因此，成品砂入庫后必須有良好的脫水環境和足夠的脫水時間，否則不能滿足拌和樓生產需求。

3 系統生產管理中存在的問題

（1）物料來源含有金屬、導爆管、纖維袋、木梢、樹枝等雜物，進入砂石加工系統后會影響骨料的生產。尤其是一些長度超過80cm的異物進入粗碎車間后，很可能會卡在反擊式破碎機料斗與受料機之間，從而切斷膠帶。因此，系統需要停止生產和維修，導致骨料生產時間不足，無法滿足要求。

（2）成品砂倉廊道卸料口截水槽存在銹蝕、堵塞，導致砂倉底部的水分直接流入地弄內的上樓膠帶機形成積水。加料時，這部分水直接送到拌和樓內的砂倉中。

（3）成品砂倉雨棚兩端封閉，影響砂倉整體通風，不利于脫水。同時，雨棚天溝淤塞，排水不順暢，雨水會溢出到成品砂倉。

（4）砂倉底板未硬化，易板結，自然排水不暢，影響細骨料脫水。

（5）成品砂產量未能達到設計產能，生產堆存、自然脫水、送料使用的循環規律無法形成，脫水時間不能滿足需要。

4 控制措施

項目部首先對成品砂中的保水物質進行檢測。在“濕法”生產工藝下，測得成品砂石粉含量為12.5%～14.0%，排除了因石粉含量過多而導致排水量緩慢的因素[3]。最后，項目部從物料來源到成品砂倉的整個流程出發，根據系統周邊環境的影響，結合系統運行管理系統，分兩個階段確定改進措施。

（1）第1階段。該階段主要考慮了“人、機、料”三要素，處理方案如下。①加強有用料渣場及砂石處理系統操作人員的檢查和管理，防止長度超過80cm的異物進入砂石處理系統，損壞系統設備。同時，對倉庫備品備件進行檢查和補充，加強系統設備的維修、保養質量。②對粗碎車間下料斗進行改造，調整下料斗收料寬度角度，防止80cm以下的異物卡在下料斗與膠帶機之間，造成膠帶劃破問題。③修復砂倉廊道卸料弧門截水槽，拆除沖洗廊道膠帶機背面水管，固化廊道膠帶機進料前清掃膠帶機上積水制度，阻止外來水進入拌和樓砂倉。④改進砂倉翻料和進料管理系統。2m以下層用挖掘機翻料放置喂料平臺24h以上，脫水處理后使用。

（2）第2階段。該階段主要考慮了“法、環”兩要素，主要處理方案如下。①拆除砂倉廊道口及后邊坡部分防雨棚，改善砂倉通風效果，加速成品砂脫水。②清理砂倉雨棚屋檐排水溝淤砂，使排水通暢，防止雨水漫溢至砂倉內。同時，加深加寬后邊坡處排水溝，阻隔雨水流入成品砂倉。③硬化砂倉底板，防止底板板結，疏水不暢。④將砂料堆分為大小料堆，按照砂倉小堆（堆高16m，單堆方量7000m3）、大堆（堆高16m，單堆方量13000m3）兩種堆放方式掌握砂倉成品砂脫水規律，制定砂倉分區管理制度，形成生產堆存、自然脫水、上樓使用的循環生產、供應模式。

5 成品砂含水率控制效果

經第1階段改進后，成品砂含水率較之前有較大改善。經改進后的成品砂含水率基本穩定在7%以下，較之前的4.6%～9.2%的范圍縮減了37%。同時，含水率處于6%～7%范圍的比例提高了42.6%，達到73.6%，相比于改進前，成品砂的含水率在穩定性上得到極大提高。拌和樓試驗質控人員反饋出機口混凝土坍落度受控，混凝土生產質量較穩定。但是成品砂含水合格率不滿足合同規定超過85%的要求，還有極大的上升空間。

經第2階段改進后，周邊環境條件對成品砂倉脫水效率的影響得到進一步緩解。改進后，成品砂含水率由第1階段的最大含水率7.2%、合格率（6%以下）26.1%，轉變為最大含水率7.0%、合格率（6%以下）90.3%。整改成果理想，滿足合同要求。

6 結束語

人工砂含水率控制要從生產工藝和生產管理中尋找問題，考慮“人、機、料”以及“法、環”等幾大要素總結處理方案，整合為滿足需求的含水率控制方案。