砂石破碎机系统的运行质量监控

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【摘要】作者从人工砂生产质量抽检、砂石料生产中的质量问题等几个方面进行了详细的阐述。

【关键词】砂石破碎机；质量监控

1.为了能按混凝土工程施工进度要求提供质量合格、足够数量的成品骨料，洛古工程砂石加工系统投入试生产后，运行管理单位加强了对成品料的抽样检测，并根据检测结果和系统运行中反映出的问题，对系统进行了适当地调整和改造，从系统投入正常生产后的砂石成品检测结果以及拌制的混凝土性能看，人工砂石料质量基本满足设计技术指标要求

（1）超、逊径的控制。系统试运行初期，粗骨料的超、逊径抽检结果均远远超出了水工混凝土施工规范中对骨料质量的技术要求，给混凝土拌和质量控制带来较大困难。按照系统工艺流程，仅仅依靠粗碎、中细碎破碎设备的排料口开度控制，并不能保证破碎后的物料最大粒径完全在要求范围内。为避免对已建成的系统进行大的土建、安装改造，采取的对策是根据工程实际施工进度采用了分期生产不同种类混凝土骨料的方式，控制不同粒径级碎石的生产；同时，根据粗骨料超径检测结果超标较为严重的情况，适当调整了粗碎、中碎筛分的筛网孔径。已有试验研究和工程实践表明：对于三级配碾压混凝土，在骨料最大粒径相同的条件下，骨料级配在小范围内变化时对混凝土用水量的影响并不大；粗骨料最大粒径为60 mm和80 mm时的单位用水量基本接近，但最大粒径略小时对减少混凝土的骨料分离有一定的帮助。为减少仓面碾压混凝土骨料的分离，同时也不至于过多的降低系统大石成品率，避免由此而增加生产成本，在系统生产质量控制时，要求大石超径为0，对大石的最大粒径严格加以控制。

（2）砂的细度模数和颗粒级配。粗碎、中碎时所产生的粒径

（3）检测结果表明，立轴冲击式破碎机生产的砂颗粒较粗，不经调节筛处理时，其细度模数均在3.1以上，其中粒径>2.5 mm颗粒含量达40%甚至更多，石粉含量一般不足10%.但在砂筛分设备上设置孔径为3 mm的检查调整筛网，控制粒径>3 mm的粗砂进入成品砂的比例并在胶带机上混合后，人工砂的细度模数得到了有效的控制，砂石加工系统生产中连续进行的105组人工砂质量抽检结果。

2. 人工砂生产质量抽检结果统计表

（1）为掌握玄武岩石料在采用立轴冲击式破碎机制砂时破碎后的物料粒度特性，更好地控制成品砂质量，在生产过程中，对通过检查筛的粒径< 3 mm部分进行了抽样检验，其典型的级配曲线见 （细度模数2.30）。从检测结果可以看出，对玄武岩而言，单独采用立轴冲击式破碎机制砂，即使控制成品砂颗粒的最大粒径不大于3 mm，砂的细度模数得到降低，但成品砂颗粒级配中的2.5 mm粒径累计筛余量仍然相对较高。

（2）骨料含泥量。由于系统建设中只设置了一次筛分时的水洗，加上料场开采中揭示出的地质状况与初勘资料相比有比较大的差异，料源中夹杂的易碎岩石无法完全剔除，在二次破碎后所形成的成品料的裹粉、含泥问题的解决仍不甚理想，时有波动。

3. 人工砂石料生产中主要质量问题的探讨

砂、石料作为混凝土的基本组成材料，其性能对混凝土的和易性、力学性能、变形性能和耐久性

能有着重要的影响。满足水工混凝土质量技术要求的骨料是保障混凝土工程质量的基础，级配良好的骨料，可以有效的改善混凝土的抗裂能力。

通过洛古电站砂石加工系统运行的经验和教训，为了实现以尽可能低的系统建设、运行成本和尽可能高的成品率生产合格人工砂石料的目的，在中小型砂石系统设计时，应充分考虑骨料的含泥量、砂细度模数及颗粒级配的控制问题，这也是系统生产时质量控制的重点与难点。

3.1粗骨料的含泥与裹粉。

（1）粗骨料的含泥量系指粒径小于0.08 mm颗粒的含量。大量的试验研究表明，骨料中含泥量低于1.0%时对混凝土的性能影响不大，超过1.0%时对混凝土的强度、干缩、徐变及和易性等都将产生不利影响。被含泥包裹的石料会严重影响骨料与浆体之间的粘结力，降低和易性，增加用水量，引起混凝土抗拉强度的降低，影响混凝土的干缩和抗冻性，对混凝土抗裂十分不利。因此，规范要求粗骨料的裹粉、裹泥及其他污染应清除。

（2）人工骨料加工系统中，在集中设置的主筛分车间或分段设置的各粒径级成品料筛分时设置高压水冲洗工序，基本能够清除粗骨料的裹粉；但对于料源中夹杂的黏性泥团、岩石裂隙中的黏土所形成的骨料表面的含泥，需采用专用的除泥设备进行清洗才能满足质量要求。对于粗、中碎筛分后的粒径

（3）因此，无论是集中还是分段设置筛分，除了在粗碎车间结合振动给料机配置弃泥土装置外，还应在各粒径级成品的分级筛分时设置水洗工序，以去除成品粗骨料或用于制砂的半成品物料中的粘土质成分和裹粉，从而有效解决粗骨料的含泥问题。

3.2人工砂细度模数与颗粒级配。

（1）砂子的颗粒级配是指不同粒径砂粒的组合情况。当砂子由适当比例的不同粒径颗粒组成时，细颗粒填充在粗、中颗粒间，使其空隙率及总表面积都较小，即构成良好的级配。使用较好级配的砂子，不仅节约水泥，而且可以提高混凝土的强度及密实性。在配合比相同的情况下，若砂子过粗，拌出的混凝土粘聚性差，容易产生分离、泌水现象；若砂子过细，虽然拌制的混凝土粘聚性较好，但流动性显著减小，为满足流动性要求，需耗用较多的水泥，混凝土强度也较低。因此，混凝土用砂不宜过粗，也不宜过细，以中砂较为合适。实践证明，仅仅采用立轴冲击式破碎机单一类型制砂设备干式制砂，成品砂缺少中间粒径级颗粒，细度模数大；采取通过检查筛调节砂中粒径>3 mm颗粒含量的单一方式也难以达到理想的效果，同时还带来了生产循环量大、成品砂产量低、生产成本高等问题。

（2）为了探讨料源岩性为玄武岩时采用干法制砂工艺，以立轴冲击式破碎机为主、辅以其他破碎设备制砂的可能性与效果，在小型锤式破碎机上进行了进料粒径5～40 mm的玄武岩制砂试验，并对破碎后的产品进行了连续检测，多次抽样检测结果的平均值为细度模数2.18，级配曲线。

（3）级配曲线反映出砂中石粉含量较高，粒径> 2.5 mm的颗粒含量相对较少，粒径

（4）由此可见，若选用合适的制砂设备组合，利用各自的破碎特性互相补充，成品砂细度模数、颗粒级配及石粉含量均能够稳定在合适的范围，系统成品砂的质量、产量、制砂的经济性都将得到提高。

4. 结语

人工砂石加工的最终目的是为拌制混凝土提供合格的成品骨料，合理的加工工艺则是保障成品骨料质量和系统运行经济性的基础。总结砂石系统建设和运行管理的经验，对于中小型砂石加工系统，笔者希望以下几点体会能对读者具有一定的参考价值：

（1）应高度重视料场的勘察和复勘工作，提供可靠的勘察和试验结果，除料场储量、分布外，还应全面了解拟用于加工骨料的岩石的各种物理力学性能，包括坚固性、可加工性能等，为加工系统的设计提供全面、可靠的基础资料，以便能够根据工地的实际情况有针对性的进行工艺设计和设备的选型。

（2）工艺设计时应充分考虑现场的自然环境条件，例如地形、水源、料场岩性、岩石风化与裂隙发育情况，选择不同的加工工艺。对于干法加工系统，在粗碎车间，宜结合振动给料机设置弃泥装置，对泥土、裹泥的细屑予以剔除。采用干法制砂工艺时，水洗工序宜设置在制砂工序前的主筛分车间，以解决成品骨料的裹粉、含泥，同时降低用于制砂的半成品料的含泥量，以利于有效降低人工砂石粉中的黏土质含量。

（3）人工砂质量和产砂率是系统设计与运行质量控制的重点和难点。采用干法制砂工艺时，宜在采用检查筛控制成品砂质量的同时，配置排料开口小（≤3 mm）的破碎设备，如强力式反击破碎机或其它合适类型的破碎机作为辅助制砂设备，与检查筛形成小闭路循环，对部分大于检查筛孔径的颗粒与半成品物料一起进行再次破碎，以调整成品砂中< 2.5 mm各粒径级颗粒含量的比例，改善人工砂的细度模数、颗粒级配以及石粉含量，提高主制砂设备的有效产砂率。