机制砂生产关键技术问题的研究与解决

我国石灰岩石料及混凝土骨料储量丰富，如果在沿线采石制备机制砂，成本要比外购天然砂降低很多，因此，机制砂代替天然砂是必然趋势。而机制砂中的中砂是理想的材料，现存的机制砂生产线生产的机制砂大多属于中粗砂。因此，我们需要对机制砂生产线和生产工艺进行研究和改进，以便得到理想的中砂。

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一、机制砂生产关键技术问题的产生

机制砂的质量很大程度上取决于其生产工艺；因此，有必要对机制砂厂生产的机制砂和机制砂混凝土进行研究，并在实践中对生产工艺进行改进，以便制出符合规范要求的机制砂，同时，精心调试配合比使配制出的机制砂混凝土符合设计规范。

进口处机制砂生产线原石料中的污染物和石粒含量为4%~20%，机制砂加工中粉末为5%~15%，这些污物和冲洗水一起集中到砂料一级。为了控制砂石料的质量，常用较多的水冲洗，主要采用螺旋式洗砂机进行冲洗，由于洗砂机螺轴转速较快，现场一般为11r/min，以致分级脱水时溢流速度过大，水洗过程中将0.075~0.15mm这档冲走，不仅影响了机制砂级配的均匀性，还破坏了当地环境。

为确定细砂流失问题是否仅存在于某些厂家，进行了大量内业文献资料调查，发现以往工程也存在这一问题。细砂的损失不仅影响了机制砂级配的合规性，导致机制砂性能不能满足现场施工生产需要，若通过补充水泥来解决断档问题，还会导致水泥用量增大，不仅经济损失巨大，而且大量的细砂和石粉被水冲走，会造成资源浪费和环境破坏；因此，需要对细砂回收利用。

二、机制砂生产关键技术问题的解决

为解决0.075~0.15mm这档细砂流失的问题，采用增设螺旋洗砂机和迂回式过滤水舱，并安装多档调节电气开关控制转速的方式，确保螺旋转速下降，将粗砂过滤后的混水中含的细砂再次提洗0.075~0.15mm档的细砂出来，与粗砂混合，使机制砂颗粒级配断档得到弥补，解决了机制砂级配断档的技术难题，有效地改善了混凝土的和易性，从而能够满足机制砂级配合理性。

为了确定现场增设螺旋洗砂机和迂回式过滤水舱后是否成功回收0.075~0.15mm档的细砂，以及回收后机制砂级配是否得到优化，对改进前后的工艺生产的机制砂质量及机制砂混凝土进行了研究。

1、增设前后机制砂级配变化研究

由增设前后的细度模数可以看出，在增设螺旋洗砂机和迂回式过滤水舱后，细度模数有所降低，但仍属于粗砂。根据现场采集的样本，发现进口处生产的机制砂基本上都属于粗砂，少数属于中砂。

为拓展研究机制砂性能参数，需要对每档集料所占百分比进行研究，由于国标和铁标没有针对0.15mm以下的机制砂进行研究，所以在接下来的试验中对现场生产的机制砂增加0.15mm档以下的数据。得出结果，增设螺旋洗砂机和迂回式过滤水舱后，0.3~9.5mm档基本没有变化，变化大的是0.075~0.15mm档。可以推出，增设螺旋洗砂机和迂回式过滤水舱前，0.075~0.15mm档流失严重，增设后含量明显增大。

2、强度影响

通过对不同类型级配的机制砂分组及按照相同的配合比做成的试件进行长期养护，并进行强度测试，发现颗粒级配对混凝土强度影响比较明显。

在配合比设计参数相同的条件下，混凝土强度相差有7~10MPa，由于混凝土设计均采用相同原材料，仅仅是机制砂颗粒级配发生变化，所以影响混凝土强度的关键因素便是骨架在混凝土中的组成结构及混凝土内部的密实性。

综上所述，根据对不同级配机制砂基本属性的分析，发现颗粒级配的组成对机制砂细度模数、表观密度等影响很大。机制砂应以1.18mm筛档含量作为关键筛档控制，便于平衡混凝土工作性能和机制砂粗细颗粒比例。

上文通过对增设螺旋洗砂机和迂回式过滤水舱制造的机制砂颗粒级配曲线进行分析，不仅能改善混凝土的工作性能，而且对于挽回经济损失和环境保护都有重要的作用。另外，机制砂混凝土含适量的石粉是十分有益的，因此下一步应针对回收的石粉的用途以及石粉对机制砂混凝土的影响进行研究，以实现技术和经济效益的更大化。