选材、设备、工艺及质量控制对生产机制砂的影响

 随着我国建设项目与日俱增，混凝土的用量越来越大，对砂的需求也越来越大。但过度的开采使我国的天然砂石资源日益枯竭，很难满足需求，各行业对砂石日益增长的需求使得机制砂应运而生，高品质的机制砂可以满足不同建筑工程不同的用砂需求，那么如何生产高品质的机制砂呢？需要从以下几个方面面入手：选材、设备、工艺、质量控制等。

一、做好母材的挑选

    1、用于加工机制砂的母岩，不得具有潜在碱集料反应活性，抗压强度不低于80MPa，宜使用洁净、质地坚硬、无软弱颗粒及无风化石等岩石生产。选料前要对岩石母材取样进行试验，岩石抗压强度、岩性、硫化物、硫酸盐的含量均要满足要求，确保母材质量合格。

    可以作为机制砂的原材料有很多，一般有花岗岩、玄武岩、河卵石、鹅卵石、石灰石、方解石、安山岩、流纹岩、闪长岩、辉绿岩、砂岩、尾矿、矿渣、石英石等，不同的岩石制成的人工砂在强度、粒度上都有差异，相应的在使用用途方面也会不同。下面对几种矿石制砂的用途做大概的阐述：

    a、砂岩：石英含量较高，在砂石生产线中应用较为广泛，在生产中要解决石粉的问题。

    b、石英砂岩：石英砂岩是制砂的质量好原材料，无论在强度还是粒型上都能达到甚至优于天然砂。

    c、河卵石：河卵石也是一种质量好的的制砂原料，在强度、粒型、色度方面，是替代天然砂的佳选择。

    d、石灰石：在砂石生产线中可同时作为砂、石子的原材料，同时石粉还可以再利用。

    e、玄武岩：玄武岩制成的砂搀在混凝土里，可以使混凝土重量减轻，但仍很坚固，同时有隔音、隔热等特点，是高层建筑轻质混凝土的良好骨料。

    f、花岗岩：石英含量高，硫化物含量低的花岗岩是制砂的质量好原材料，但要解决粉的问题。

    2、机制砂中的泥块含量与含泥量主要是由生产砂的块石夹带泥土，开采矿山时应清除干净表面植被和泥土，防止风化砂、泥土等杂物混入其中。块石在进料过程中应通过振动喂料机，进一步进行筛除泥土，筛掉的泥土与小块碎石做废料处理，不能混入砂中使用。

    3、利用生产碎石后的边角料加工成机制砂或者石粉，石子，可以有效的供给砂石骨料市场，形成循环产业链。不仅取得了良好的经济效益，还有效解决了废水污染和资源浪费等问题。

二、机制砂生产设备和工艺

    1、机制砂生产工艺流程

    基本生产流程一般可分为以下几个阶段: 矿山块石→粗碎→中碎（部分设置筛分）→细碎→筛分→除尘→机制砂。

    2、生产的破碎工艺及设备组合常见的有：

    a、颚式破碎机+反击式破碎机（常见）；

    b、颚式破碎机+圆锥式破碎机；

    c、颚式破碎机+辊式破碎机；

    d、颚式破碎机+反击式破碎机+冲击式制砂整形机（常见）；

    e、颚式破碎机+圆锥式破碎机+冲击式制砂整形机或制砂系统（常见）。

   高品质机制砂生产工艺：

    a、根据石粉分离方式，可分为“湿法制砂”、“干法制砂”以及“半干法制砂”；

    b、根据工艺流程，可分为“单独制砂”和“联合制砂”；

    c、根据结构形式，可分为“平面式制砂”和“楼式制砂”。

    目前石粉分离方式主要有干法，湿法，半干法三种生产方式，干法生产采用风选石粉，通过风力分离技术，实现粒度调整、石粉筛分；

    湿法生产采用洗砂机冲洗石粉，设备主要有轮式和螺旋式洗沙机，由于轮式制砂机细颗粒砂与石粉流失较少，产出的机制砂相对级配较好。

    3、两种除尘方式优缺点

    干法生产工艺生产的机制砂水分含量低，产量较高，但细度和石粉含量控制较难，成品料易出现离析现象；湿法生产工艺生产的机制砂石粉含量易于控制，但污染环境，产量较低，易造成级配不合格和细度模数偏大。

三、颗粒级配控制

    机制砂粒形主要受母岩岩性节理发育、破碎设备类型及筛网类型等因素影响，母岩岩性影响岩石破碎面及破碎程度，冲击式破碎机成形效果较好，方孔筛网对粒形控制较好。

    机制砂颗粒级配可以通过调整进料级配、进料量、破碎机转速、筛网尺寸等方面来实现。

四、细度模数控制

    1、目前机制砂细度模数的普遍要求是2区（中砂）。通过实践，干法生产的机制砂，筛网孔径易控制在5mm以下，水洗机制砂筛网孔径易控制在3.2mm以下。但水洗机制砂筛网孔径控制在4mm，可大幅增加产量，但细度模数达到3区（粗砂），可通过与天然1区（细砂）混合达到2区（中砂）。

    2、筛网类型一般尽量选用方孔筛网，这样对粒形控制十分有利，圆孔网或长条筛网可减少使用，也要时常监控筛网是否堵孔、破损影响细度模数的不稳定。

五、石粉含量控制

    1、根据试验检测规范要求，MB值<1.4时，C45以下砼石粉含量≤7.0%；C50以上砼石粉含量≤5.0%。但不同国家标准不一样，如：美国标准规定石粉含量最高限值为5-7%，英国则为15%等。

    2、机制砂细度模数越小，颗粒总体上就越细，石粉含量就越多，生产中单纯通过增加石粉含量来降低细度模数不可取。由于这两项技术指标此消彼长、相互冲突，必须寻求两者皆满足规范要求的区间。

    3、干法生产通过调整生产设备参数调整石粉含量区间，湿法生产通过调整注水量及洗砂机转速。两种方式都需要结合实际情况，多次试生产，并在不断对洗砂机或空气筛分量进行具体调整，满足机制砂的级配和石粉要求。

六、机制砂离析现象控制措施

    实践证明机制砂离析现象较严重，导致进场前后级配、细度模数指标差异较大。例如郑万铁路部分施工标段即存在该现象，在矿区生产环节检测细度符合要求，但入库抽检经常出现不合格情况。

    1、干法生产的，应进行湿拌处理，可在胶带运输机上加设喷水装置，但需避免喷水过多造成石粉及小粒径颗粒局部集中。

    2、合理堆放成品机制砂，采用递升的倾斜堆料法，防止小粒径滑落堆积，倾斜坡度应根据库区面积及堆积高度合理设置。选择较平坦的公用运输道路，尽量平整进入混凝土站区施工便道，适当控制车辆行驶速度，减少因车辆颠簸所造成的机制砂离析。卸料过程中，尽量提升箱体，便于物料快速下滑，减少物料粗颗粒向外侧堆积。

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