水利工程中干法制砂技术研究

随着干法制砂的推广使用，其优越特性已经非常明显，湿法制砂虽然成品品质也不低，但是它有着致命的缺陷：一是成品含水量大，远远超过5%，需要再经过处理才能满足工程规定的含水量；二是石粉材料的流失较为严重，间接的提高了成本，同时也对环境造成了污染，一般工程湿法制砂，石粉的含量大概在7%左右，和规定的混凝土石粉含量还有较大差距。在干法制砂时，施工人员需要注意原材料的含泥量和含水量。对于剩余石粉可以采用空气分级机来处理，其作用原理是通过空气吸收来达到分散浮游石粉的目的，当原料的含水量超过2%时效果不明显。而且值得工作人员注意的是干法制砂机的破碎比不宜过大，以免产生更多的浮游石粉，给空气分级机吸收、分离石粉带来困难。如果含泥量过高，应当采取相应的措施降低含泥量，否则不可采用干法制砂。干法制砂的规模最好控制在200t/h以内，这是因为大规模的干法制砂会使得石粉的回收和分离控制更加复杂、困难，降低了系统的可靠性。

根据水工沥青混凝土骨料组成,茅坪溪矿料加工分为3部分,粒径20～2.5mm称粗骨料,粒径2.5～0.074mm称细骨料(砂),粒径<0.074mm称填充料(石粉),其组成比例为56：32：12,其中细骨料及石粉的生产是系统加工工艺的关键。由于石粉含水量要求≤0.5%,所以由料场开采的石灰岩块石料加工,采用全干法生产。石粉和细骨料的生产采用了立式复合破碎机和柱磨机相结合的方法，成品砂外形方正，较为粗糙，完全符合水工沥青混凝土的要求，可以作为细骨料使用，用直线振动筛进行分级，用机械式分选机对石粉进行分离和回收，系统设备全封闭运行，在保证成品质量的同时对环境也没有造成污染。经过生产实践证明，本系统所用破碎机以及分级产品的质量都符合工程设计的要求，对干法制砂有一定的指导意义。棉花滩水电站为碾压混凝土大坝,混凝土骨料采用坝址右岸上游约2.5km处的背头坑料场开采的人工料进行加工。石料为中粗黑云母花岗岩,经试验测试制成砂后云母(琉璃)含量<2%,符合质量要求。经过对混凝土骨料加工工艺的研究,最终确定采用全干法生产工艺,该骨料加工系统全部采用瑞典SVEDALA公司设备,细碎及制砂采用2台巴马克9000型“石打石”破碎机。由于加工系统一破、二破采用颚式破碎机和旋回破碎机进行生产,为调整≤40mm碎石颗粒形状,细碎及人工砂生产采用联合生产工艺流程。在生产中,为适应各种运行工况,专门对巴马克的成品砂性能进行了生产试验和测试,以单台B9000供料量300t/h和200t/h分别进行人工砂质量检测,检测时分别在两台巴马克上进行5种进料口开度试验,检测结果如表1、表2。通过检测结果可以看出，干法制砂工艺的成品砂粒度模数已经达到规范标准，可以用于水工混凝土的制作，石粉含量相对偏高，一般正常情况是在8%~17%之间，主要原因是由于棉花滩水电站大坝为RCC混凝土。考虑到地质因素，系统生产的时候没有分离石粉，直接采用了成品砂。

综上所述，相比于湿法制砂，干法制砂的优点明显，特点鲜明，但是具体采用哪种工艺还是要结合工程和骨料的情况，通过抽样进行水工混凝土试验与湿法制砂的结果进行比较，然后再决定。同时，在采用干法制砂工艺的时候，工作人员应当注意以下几点：第一,在对混凝土配合比进行试验的时候，需要分析石粉对混凝土性能的影响；要严格控制制砂原料的含水和含泥量，最好在骨料生产时进行分离操作，将含水和含泥过高的过滤掉，以免对成品砂的质量造成影响。含水量应当不超过2%，以保证石粉的分离和成品砂的筛选。含泥量没有一个明显的数值，但是在选取原料的时候要尽量选择粉细料含量少的，必要时候可采用湿法制砂；全程生产应当封闭进行，以免雨水天气对骨料造成损坏。第二,根据工程情况选择最适合的制砂设备和施工工艺。尽量不要使用过度破坏设备以便给石粉处理带来更大的困难，同时简化生产流程以便于管理。如果采用干法制砂,要做好石粉控制措施以提高系统整体的技术指标,回收利用好干法制砂剩余的石粉，避免造成浪费和环境污染。

本文作者：武辉工作单位：湖北大禹水利水电建设责任有限公司