机制砂的技术指标

机制砂的常用技术参数及标准随着国内需求的拉动，各地公路，铁路等基建的投入日益增大，迫切需要大量的砂石。为了保护生态平衡，国家明文禁止擅自开挖天然砂（清理河道除外）。天然砂供量大大跟不上需求。因此，机制砂的开发就十分迫切地提到议事日程上来了。鉴于机制砂是岩石爆破后，经机械破碎或卵石经机械破碎并筛分而成的，其强度等性能都较天然砂优越。另一方面，有些金属与非金属矿山在采矿与加工过程中，产生出大量尾矿，迫切需要综合利用。故生产机制砂代替天然砂是一个必然趋势。一方面可以使大量的尾矿和卵石可利用，另一方面可通过机械加工，生产出质量好，能适应各种标号混凝土的需要。实践也证明，机制砂无论在物理性能还是化学性能上都优于天然砂。于是，郑州通用矿山机器公司站在战略高度，贯彻科学发展观，增强人类环保责任感，大力开发，积极推广机制砂设备，研制出的具有自主知识产权的一系列新型制砂机，细碎机，全面体现了人类与自然和谐发展的理念，技术水品更是国内一流，国际领先。通过研究，郑州通用总结出：一、机制砂的要求破碎物料，砂石行业的要求与矿山破磨行业的要求有所不同。而目前生产机制砂设备的公司大部分由矿山机械制造行业来担当，故首先必须对砂石的要求作一了解。矿山设备对破碎物料的颗粒要求是细。一般而言，对针片状的物料进入磨机，反而更易被磨碎。而碎石的要求与上述相反，对其粒型，粒级的要求十分严格。其原因在于立方形砂由于其带棱角，使之颗粒间有一种相互锁紧的作用。而砂的连续级配又能使空隙大大降低。同时立方形砂比圆形砂占有更大的表面积，使沥青和物料或水泥和物料粘在一起减少位移的可能性。二、砂的定义，按照机制砂的定义：经除土处理，由机械破碎，筛分制成的粒径小于 4.75mm 的岩石颗粒。但不包含软质岩石，风化岩石的颗粒。砂的规格：砂的规格按细度模数（ Mx ）分为粗，中，细三种。其中：粗砂的细度模数为 3.73.1中砂的细度模数为 3.02.3细砂的细度模数为 2.21.6砂的等级：砂的等级按其技术要求分为：I ， II ， III 三个等级。三、机制砂的用途： I 类砂适用于强度等级大于 C6 的 混凝土。 II 类适用于强度等级 C30C60 及抗冻，抗渗或其他要求的混凝土，水工混凝土。 III 类砂适用于强度等级小于 C30 的混凝土和建筑砂浆。四、特点：砂的粒径在 4.750.15mm 之间，且小于 0.075mm 的石粉应有一定的限制，其粒级分为 4.75 ， 2.36 ， 1.18 ， 0.60 ， 0.30 ， 0.15 ，最好要连续，且每一粒级要有一定的百分比，其粒型最好呈立方体，对其针片状含量也有一定要求。五、制砂的岩石：制砂的岩石一般有花岗岩，玄武岩，天然河卵石，安山岩，流纹岩，辉绿岩，闪长岩，砂岩，石灰岩等品种。其制成的砂按岩石的种类不同，有不同的强度和不同的用途。六、制砂设备的选择适合机制砂生产的矿山设备有很多，但就目前而言，主要有以下 7 种，分别为： 1. 立式冲击式破碎机； 2. 立轴反击细破碎机； 3. 可逆反击式破碎机； 4. 可逆锤式破碎机； 5. 辊式破碎机 ;6. 圆锥破碎机； 7. 棒磨机。这些制砂设备各有不同的特点，各有不同的用途阐述机制砂颗粒级配控制2010-12-08 08:58机制砂生产过程中影响机制砂级配的因素主要有两个，一是打砂机破碎方式，另一是机制砂的筛分环节。机制砂的破碎方式是影响机制砂级配的内在因素，而筛分环节则是决定颗粒级配最为重要的外在因素。因此要控制好机制砂的级配主要从这两方面人手。目前，应用范围较广的两种破碎方式分别为反击式破碎机与冲击式破碎，其中反击式破碎生产的机制砂棱角性较多，粒型较差但砂的级配较好；冲击式破碎所产机制砂颗粒呈圆型颗粒状，粒型较好，但级配具有“两头多，中间少”的特点。为此，忻阜高速公路结合两种类型破碎方式的特点，采用反击式与冲击式破碎相结合的破碎方式，从而获得粒型、级配较好机制砂。控制机制砂产品级配的另一个重要因素就是筛分环节，其中振动筛的筛孔形状、尺寸以及筛面倾角大小是影响机制砂质量的关键性参数；机制砂生产过程中有较大含量的石粉颗粒，且对级配要求较高，一般都采用正方形方孔筛，不宜选用长方形和圆形筛孔。为使物料达到良好的筛分效果和处理量，根据振动筛厂家的经验，筛面的倾角一般控制在 20。左右为宜。振动筛的筛孔尺寸直接影响着机制砂的细度模数、级配以及石粉含量。如图 2 和图 3 所示：筛孔尺寸越大，机制砂的细度模数越大，级配中 236 以上的颗粒含量也随着增加，根据实验结果，筛孔的实际尺寸控制在 3545 之间，机制砂的颗粒级配、石粉含量以及细度模数可以满足生产要求。在忻阜高速机制砂实际生产过程中，振动筛的筛孔尺寸为 38rnm，经筛分后，所得机制砂级配中 236 以上的含量在136148之间，机制砂级配合理能够满足实际工程的需要。1.福建地区机制砂产业发展的现状福建地区天然砂资源丰富，福州的闽江、厦门的九龙江等河流为福建地区提供了充足的天然砂资源。十多年前当我国北方一些地区在为天然砂频临枯竭而不得不研究发展机制砂时，我们福建地区并未产生危机意识，而且每年还在继续大量出口天然砂，出口到日本、台湾、韩国和新加坡，到 2007 年国家禁止出口天然砂时，福建省每年的出口量达到了近 3000 万吨，约占全国出口总量的 60%。并且随着福建经济的快速发展，当地建筑的用砂量也是逐年增加，每年达到 5000 多万吨，如此大量的开采，再丰富的资源也会有枯竭的时候，致使天然砂资源逐步减少，甚至难以完全满足当地建设的需求，在此情况下，国家出台了禁止天然砂出口并对港澳台出口实行总量控制的出口许可证管理制度，福建省对台出口，2010 年的指标是 400 万吨，数量只有控制前得 13%。台湾地区区域狭小砂石资源比较匮乏，特别是北部地区尤为严重，福建从 1998 年开始有规模的对台出口，支援台湾的建设，十多年来建筑业已经习惯了大陆砂，目前也无法找到更好的替代资源，天然砂出口数量的减少，为机制砂腾出了很大的市场空间。日本、韩国、新加坡禁止出口后，也只有机制砂可以取代，国际市场对机制砂的需求为机制砂产业提供了广阔的市场。2.机制砂原料资源丰富、条件成熟从地质看，福建的地貌是八山一水一分田，虽说这一说法不够科学严谨，但也充分说明福建的山脉之多，并且超过 80%的山脉是由石头构成，且多为花岗岩、泥灰岩和石灰岩，花岗岩石料是最佳的机制砂原料，福建大部分的花岗岩原料的二氧化硅含量约为 65%,天然砂的二氧化硅含量约为 75%，非常接近，只多了些云母成分。外观颜色也与天然砂（黄砂）非常一致，如果是加工质量比较好的机制砂，不是专业人士是很难分辨其是天然砂还是机制砂。福建省的机制砂目前还是以碎石厂得尾矿-碎石粉为主，专业生产线集中在闽南的厦门和漳州地区，闽南地区建筑业比较发达，每年碎石场产生的尾矿-碎石粉约 1000 万吨，在没有机制砂利用之前，一部分用来做路基，大部分堆积山中，影响生产，占用土地，造成环境污染，厂家为处理石粉还要增加费用。而现在成为了机制砂的原料后，碎石粉的使用价值提高了，现在 1 立方米的碎石粉的价格约 15 元，一个中型年产 100 多万吨碎石的碎石场，每年的石粉收入近 500 万元，机制砂产业既解决环境污染，又提高了资源利用率，更为竞争激烈的碎石场带来了不少利润，形成综合效益。在国外一些发达国家研究使用机制砂已经有几十年的历史，我国研究机制砂也有十多年，工艺设备基本可以满足机制砂产业的需求，机制砂的发展条件成熟，势在必行。3.机制砂的出口情况目前台湾对机制砂的需求量比较大，随着国家对台湾天然砂数量逐年递减政策的贯彻执行，机制砂的需求量也会逐年增大，但目前机制砂产品的质量还不够稳定，原料也比较杂乱，真正要台湾业者完全接受机制砂取代天然砂市场还需解决许多问题：（1）原料的选择出口机制砂的质量要求比较高，特别是台湾市场，客户花高成本购买机制砂的用途是用于商用混凝土，使用客户大都是规模比较大的企业，如台泥、亚泥、国产、力泰等台湾最大的预拌混凝土企业，使用的工程也大都是台湾较大的重点工程，这样对机制砂的质量要求较高。要想生产高质量的机制砂，原料的选择非常重要，在福建地区的碎石尾矿中花岗岩尾矿最适合作为高质量机制砂的原料，它的主要特点是：化学成分近同于天然砂，主要成分二氧化硅的含量和闽江、九龙江的天然砂相差不大：颜色同于天然砂，福建地区的花岗岩的颜色大都含有黄、红、灰色，特别是锈石花岗岩碎石粉颗粒，经过水洗筛分加工后，其颜色和天然黄砂几乎一样：抗压强度高，其所加工的机制砂的压碎指标都小于 25%；颗粒形状好，呈圆菱形状，和天然砂的形状类似，满足高质量机制砂的要求。（2）细度模数大的问题福建地区碎石场生产的碎石粉，大都是通过 5-7MM 的筛网筛分过，但也混杂有较大的颗粒，必须经过筛分，筛网有方孔网和圆孔网，由于对角线尺寸差别，同样尺寸的筛网，方形筛网筛出来的细度模数较大，这只是个换算问题，以方形网为例，用 5mm 筛网筛分其细度模数 FM 约为 3.5，成品率约为 70%；用 4 mm 筛网筛分其细度模数 FM 约为 3.2，成品率约为 60%，用 3.5mm 筛网筛分其细度模数 FM 约为 2.9，成品率约为 50%；用 3mm 筛网筛分其细度模数 FM 约为 2.6，成品率约为 35%；3mm 以下的筛网成品率太低，不符合效益最大化原则。并且 FM 值达到 2.6 已经满足台湾建筑业的需求。由于习惯不同台湾北、南部对细度模数的要求也不一样，北部地区一般是 2.6-2.8，南部地区一般是 2.5-2.7.如上所述，根据要求不同筛网可以选择 3-3.5mm 之间尺寸的筛网，细度模数大的问题可以解决的，但这样有超过 50%的大颗粒需要二次破碎加工进行循环筛分。目前制砂设备有多种品牌、型号，特别是上海巍立路桥针对福建机制砂原料的具体情况设计研发了新型的 SVIB 制砂机，该制砂机最大的特点是设备功率小但产量比同等功耗的制砂机提高 25%，且其独特的设计能够实现效益的最大化。（3）粗糙度问题机制砂的表面粗糙度比天然砂的打，要想满足混凝土的和易性等要求必须对机制砂的粗糙度进行加工处理。选择花岗岩材料的颗粒度形状较好，针片状颗粒很少，大部分是菱形结构的，但还是菱角较多，这就需要对颗粒进行整形处理，目前的方法主要还是具有整形功能的石打石的离心破碎设备，而不是直接挤压式破碎办法，最好是在开始碎石破碎加工时就选择具有整形功能的设备。通过整形处理后的机制砂其表面粗糙度会大大改善，混凝土的强度也会提高，完全可以满足高级混凝土的要求，并能与天然砂相媲美。（4）含粉量及级配的控制采用水洗除粉工艺控制石粉含量，有效的把握含粉量指标控制在 5%左右对混凝土的工作性能和级配有利。并且福建大部分的碎石矿山的表面都有不同程度的土层，几米甚至几十米，一般情况下很难在开采前处理干净，这就难免在石粉中混入一部分泥土，特别是福建多雨，雨季开采更难免黏上泥土，所以水洗是加工机制砂的有效办法。吸水率高是机制砂的一个缺点，通过水洗可以使砂颗粒预先吸收水分，改善其吸水率。机制砂在生产水洗的过程中，在去除泥土、杂质和多余的 0.08mm 以下石粉的过程中，也会洗掉部分 0.3mm 以下的细颗粒部分，这样会造成机制砂的颗粒级配不好，并且会造成细度模数变大的问题，所以必须有效的控制细颗粒部分的流失，比较有效的办法就是在生产过程中增加泥沙分离设备，对流失的细颗粒部分再回收回来，目前这方面的工艺设备比较成熟，不存在技术问题。上海巍立路桥生产的细砂回收系统能够很有效的解决这个问题，投资低，见效快，可以稳定机制砂的颗粒级配，并且可以根据需要对级配进行调整控制。（5）环境二度污染问题水洗有可能造成二度污染问题，但这一问题不难剞劂，通过细砂回收系统对流失细颗粒的回收，0.08mm 以上的颗粒被回收，流失的 0.08mm 以下颗粒部分和泥土通过沉淀池沉淀可以得到完全的控制，水也可以循环使用。3.福建机制砂的的发展趋势与展望目前福建地区出口机制砂的市场主要是台湾，销售形势较好，今年的销量有望达到 500 万吨，在天然砂出口指标每年递减的政策下，台湾对机制砂的需求会逐年增加，未来的发展态势良好，但也存在诸多问题：（1）机制砂的生产应专业化出口机制砂作为一个产业，尽管碎石尾矿碎石粉作为机制砂的原料来源一举多得，是一个很好的选择，但并不是唯一的选择，出口产品要保持长久的市场并可持续发展，必须有一个稳定的质量和货源，原材料碎石尾矿的数量是由生产碎石的多寡来决定，一旦国内建筑市场不好，碎石需求量减少，出口机制砂的原材料的数量就无法稳定，满足不了出口机制砂的需求，其质量也是千差万别，末端筛网规格不一，给生产带来很大的难度。所以机制砂的生产必须专业化，既建立从矿山开采矿石、破碎加工、筛分、水洗、回收到机制砂