淺析凝灰?guī)r制備高品質(zhì)機制砂工藝

時間：2015-03-23作者：上海巍立路橋設備有限公司瀏覽：14

   西溪水庫工程位于浙江省寧波市寧海縣境內(nèi)的白溪支流的大溪上，水庫總庫容0.85 億m3，為多年調(diào)節(jié)水庫，是1 座以防洪、供水為主，兼顧灌溉、發(fā)電等效益的綜合利用水利摳紐。工程重力壩碾壓混凝土采用骨料為人工砂石料。砂石料場位于水庫大壩壩址下游1.3 km 的野鶴湫支溝右岸支溝左側(cè)坡。巖性為侏羅系西山頭組( J3x) 流紋質(zhì)晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，巖石塊體堅硬，**容重26.5 kN/m3，巖石飽和抗壓強度達到190 MPa 以上，巖石軟化系數(shù)0.8。
 

 
      2 施工難點
      1) 人工砂的細度模數(shù)為3.2，**出規(guī)范允許的2.2～2.9 之間的范圍。
      2) 人工砂中的石粉含量僅為7% 左右，**規(guī)范允許的16%～20%之間的范圍。
      3) 粗骨料裹粉嚴重。
      4) 碾壓混凝土均勻性差、密實度不夠、層間結(jié)合差、抗?jié)B性達不到設計要求。
      5) 碾壓混凝土施工可碾性差。
      6) 砂石料系統(tǒng)生產(chǎn)效率低( 達不到設計能力的1 /3) ，無法滿足碾壓混凝土施工強度要求。經(jīng)試驗和分析論證，造成上述質(zhì)量問題的原因是:熔結(jié)凝灰?guī)r巖性硬，強度達到150 MPa 以上，而且相當有韌性，而砂石料加工系統(tǒng)不適應熔結(jié)凝灰?guī)r巖性，導致人工砂質(zhì)量和產(chǎn)量均無法滿足要求。
 
       3 措施
       為解決砂石料制備中存在的問題，工程采用改造砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)、優(yōu)化碾壓混凝土配合比、改進碾壓混凝土施工工藝等措施，經(jīng)多次試驗，較終獲得成功。
 
       3．1 砂石料系統(tǒng)改造
       為滿足碾壓混凝土對石粉含量的需要，原砂石料系統(tǒng)按照干法生產(chǎn)砂石骨料設計砂石料系統(tǒng)設計生產(chǎn)能力為360 t /h，采用三段破碎，總破碎比為18，初碎采用顎式破碎機，產(chǎn)品粒徑dmax≤300 mm，中細碎采用反擊式破碎機，產(chǎn)品粒徑dmax≤80 mm，制砂采用PCL立軸沖擊式破碎機，其產(chǎn)品粒徑dmax≤5 mm。系統(tǒng)各設備型號及生產(chǎn)能力見表2。
表2 砂石系統(tǒng)主要設備參數(shù)表


設備名稱	規(guī)格型號	數(shù)量/臺
振動給料機	ZSW600×110	2
顎式破碎機	PE900×1200	2
反擊式破碎機	PF1316	2
沖擊式破碎機	S-8	2
振動篩	2YK2160	2
振動篩	3YK2160	2
振動篩	YKＲ1854	1
洗砂機	XSD-3015	2
膠帶機	B800	7
膠帶機	B650	5
膠帶機	B500	10

 
 
        原系統(tǒng)主要存在3 個方面的問題: ①設備**常磨損; ②骨料級配不平衡，大中石多，小石、砂子少; ③砂中石粉含量偏低。造成砂石系統(tǒng)問題出現(xiàn)的原因主要是熔結(jié)凝灰?guī)r磨蝕性指數(shù)高、可碎性差、韌性好，用于加工人工砂石料難度相當大。針對熔結(jié)凝灰?guī)r巖性， 對砂石料系統(tǒng)進行改造。
1) 提高設備易損件的抗磨蝕能力。設備廠家針對西溪水庫料場專門生產(chǎn)耐磨件，解決了設備易損件的抗磨蝕性，延長易損件的使用壽命。
2) 改變系統(tǒng)的加工工藝，解決骨料級配不平衡的問題，主要有: 半成品系統(tǒng)增加細碎設備，增加1 臺APK40 型反擊式破碎機，使碎石經(jīng)中碎后再返回APK － 40 反擊破細碎，增加小石和砂的產(chǎn)量; 成品加工系統(tǒng)增加1 臺“百力克”立軸式破碎機用于改善骨料形狀; 增加1 臺圓振篩并將篩網(wǎng)換成條棒形篩網(wǎng)，提高砂的產(chǎn)量; 并在制砂車間布置吸塵設備，盡量收集流失的粉塵，再摻人砂料中。上述改造后，砂石料系統(tǒng)的加工能力得到了較大的提高，質(zhì)量也得到了較大的改善，雖然仍存在 石粉含量偏低的問題，但通過調(diào)整配合比，基本滿足了工程需要。經(jīng)檢測人工砂細度模數(shù)為2． 99( 平均值) ，石粉含量12． 34%，粗骨料各項指標符合設計規(guī)范要求，有效解決了表面裹粉問題。
 
      3．2 摻合粉砂解決石粉含量不足
      砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)改造后，粗骨料質(zhì)量和生產(chǎn)效率基本上能滿足工程需要，石粉含量仍然偏低。為解決這一問題，經(jīng)試驗論證，采用摻入**粉砂、**砂增加人工砂中的石粉含量。

        1) **粉砂料源的選定。粉砂來自寧?？h水車采砂場，經(jīng)檢測，粉砂各項指標見表3。
表3 **粉砂檢驗指標

檢測項目	檢測項目檢測結(jié)果
顆粒﹥ 0． 16 mm/%	39． 7
顆粒0． 08 ～ 0． 16 mm/%	44.3
顆粒﹤ 0． 08 mm/%	16.0
表觀密度/( g·cm－ 3 )	2.48
**含水量/%	16.2
氯化物/%	0.003

        由檢測指標知，粉砂中＜ 0． 08 mm 顆粒含量為16%，**出水工混凝土施工規(guī)范允許范圍，考慮到粉砂摻量僅為10% ～ 20%，混合后的人工砂中的總含泥量不會**過規(guī)范要求。為了辨明粉砂中＜ 0． 08 mm 顆粒部分的粘粒含量，采用試驗測定，粉砂中＜ 0． 08 mm 顆粒中粘粒含量為12． 6%。
 
        2) **砂料源的選定。**砂來自寧?？h水車采砂場，經(jīng)檢測，**砂各項指標見表4。
表4 **砂檢驗指標

檢測項目	檢測結(jié)果
細度模數(shù)	2.3
篩分﹤ 0． 08 mm/%	2.4
表觀密度/( g·cm－ 3 )	2.53
**含水量/%	6.93
氯化物/%	0.002
表觀密度/( g·cm－ 3 )	2.48

          由檢測指標知，**砂各項指標均符合規(guī)范要求，且細度模數(shù)較小，適量摻入有利于調(diào)整人工砂的顆粒級配，改善人工砂的細度模數(shù)。
 
          利用熔結(jié)凝灰?guī)r作為骨料興建碾壓混凝土壩，必須充分考慮熔結(jié)凝灰?guī)r強度高、韌性大的特性，設計階段應充分論證，料場勘察應詳細充分，必要時進行骨料制備專 項試驗; 施工階段砂石料系統(tǒng)的設備選型和工藝流程的設計必須針對熔結(jié)凝灰?guī)r巖性強度高、韌性大、破碎比低、石粉含量和設備磨蝕性強等特點。

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