機(jī)制砂石在土木工程中的應(yīng)用

機(jī)制砂石在土木工程中的應(yīng)用中國(guó)砂石骨料網(wǎng)2014-06-03黃山論壇專題焦點(diǎn)華新水泥摘要：機(jī)制砂石從誕生之初,就廣泛應(yīng)用于各種類型土木工程,如公路、鐵路、水利和核電工程等，對(duì)這些工程的產(chǎn)品質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。當(dāng)前，天然砂石由于限制開(kāi)展，日益短缺，機(jī)制砂石的應(yīng)用范圍將更加廣闊。中國(guó)砂石骨料網(wǎng)于5月22日-24日在黃山市主辦“2014中國(guó)砂石骨料行業(yè)技術(shù)發(fā)展論壇”盛大召開(kāi)并圓滿落幕。為配合本次論壇，中國(guó)砂石骨料網(wǎng)還向全行業(yè)和相關(guān)單位征集有關(guān)經(jīng)驗(yàn)交流材料并匯編成冊(cè)，旨在幫助砂石企業(yè)及上下游行業(yè)企業(yè)制定發(fā)展戰(zhàn)略，開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)砂石行業(yè)技術(shù)進(jìn)步及健康穩(wěn)定發(fā)展。材料匯編得到了相關(guān)行業(yè)企業(yè)的大力支持，涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的論文，對(duì)行業(yè)發(fā)展有良好的借鑒作用。以下為華新水泥股份有限公司戰(zhàn)略發(fā)展高級(jí)經(jīng)理陳江涌的《機(jī)制砂石在土木工程中的應(yīng)用》，原文如下：機(jī)制砂石從誕生之初，就廣泛應(yīng)用于各種類型土木工程，如公路、鐵路、水利和核電工程等，對(duì)這些工程的產(chǎn)品質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。當(dāng)前，天然砂石由于限制開(kāi)展，日益短缺，機(jī)制砂石的應(yīng)用范圍將更加廣闊。―、不同工程機(jī)制砂石的使用特點(diǎn)(―)公路工程1、工程特點(diǎn)公路工程具有點(diǎn)多、面廣、戰(zhàn)線長(zhǎng)的特點(diǎn)。機(jī)制砂石尤其是機(jī)制砂生產(chǎn)就會(huì)根據(jù)各標(biāo)段的資源情況靈活設(shè)置，多點(diǎn)布局，以滿足工程需要。2、機(jī)制砂石應(yīng)用特點(diǎn)公路工程的機(jī)制砂石往往就地取材，多來(lái)自路塹開(kāi)挖地段。在路塹開(kāi)挖的過(guò)程中，比較好的毛料會(huì)集中安置，送到砂石廠進(jìn)行加工，剩下的用于路基回填，以保持土石方平衡。由于公路工程的機(jī)制砂石料源主要來(lái)自于開(kāi)挖階段，不能取舍，砂石質(zhì)量就會(huì)隨著料源的質(zhì)量產(chǎn)生波動(dòng)，也會(huì)影響到不同類型建（構(gòu)）筑物混凝土質(zhì)量。為此，公路砂石廠成品庫(kù)還會(huì)根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量情況進(jìn)行分類堆放。其中，比較好的機(jī)制砂石應(yīng)用于橋梁、涵洞等■點(diǎn)部位，質(zhì)量-般的砂石應(yīng)用于不太重要的部位，如護(hù)坡、路地分界樁之類部位。（二）鐵路工程1、 工程特點(diǎn)鐵路工程具有的特點(diǎn)與公路工程類似，都具有點(diǎn)多、面廣、戰(zhàn)線長(zhǎng)的特點(diǎn)，除此之外，由于高速鐵路占比逐漸提高，對(duì)行駛的安全和平穩(wěn)度要求比公路高，對(duì)機(jī)制砂石也提出了更高的要求。2、 機(jī)制砂石應(yīng)用特點(diǎn)以前鐵路工程中的機(jī)制砂石主要獨(dú)立使用在鐵路道砟上，現(xiàn)在由于高速鐵路多采用無(wú)砟軌道，機(jī)制砂石更多地用于配制高性能混凝土?，F(xiàn)在全國(guó)的高速鐵路建設(shè)全線鋪開(kāi)，對(duì)砂石的需求量增大，對(duì)質(zhì)量要求也越來(lái)越高,不僅對(duì)顆粒形狀（針狀片）、抗壓強(qiáng)度有較高要求,同時(shí)對(duì)碎石的化學(xué)成份有嚴(yán)格要求,不能含有任何可能影響混凝土質(zhì)量的有害物質(zhì)。高速鐵路由于戰(zhàn)線長(zhǎng)，機(jī)制砂石需要及時(shí)保供，多由布置在沿線的小砂石廠供應(yīng)；但其預(yù)制產(chǎn)品使用量也比較大，尤其是無(wú)砟軌道的軌道板需求量較大，對(duì)砂石質(zhì)量要求穩(wěn)定，就需要較大的砂石廠來(lái)供應(yīng)，使得機(jī)制砂石企業(yè)呈現(xiàn)出集中和分散相結(jié)合的特點(diǎn)。（三） 水利工程1、 工程特點(diǎn)水利工程一般體型巨大，建設(shè)周期長(zhǎng)，建筑物布置比較集中，高峰期砂石骨料用量大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。2、 機(jī)制砂石應(yīng)用特點(diǎn)水利工程是最早使用機(jī)制砂石的工程類型，從上世紀(jì)五、六十年代西南山區(qū)的獅子灘、貓?zhí)铀娬鹃_(kāi)始使用，多年來(lái)積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)。三峽、錦屏、溪洛渡等重點(diǎn)工程的使用使機(jī)制砂石工藝走上了世界前沿。水利工程機(jī)制砂石生產(chǎn)已經(jīng)納入了其主體工程生產(chǎn)組織系統(tǒng)，在工程規(guī)劃之初，就考慮到機(jī)制砂石的料源選擇、制備運(yùn)輸?shù)仁乱?。機(jī)制砂石被視作重要的輔助工程，規(guī)模往往很大，現(xiàn)代化程度也比較高。水利工程砂石用量大，運(yùn)輸環(huán)節(jié)復(fù)雜，多采用間斷一連續(xù)方式和溜槽、溜井運(yùn)輸方式來(lái)進(jìn)行移動(dòng)砂石的運(yùn)輸。（四） 核電工程1、工程特點(diǎn)核電工程屬于保密性質(zhì)工程，建（構(gòu)）筑物布置比較集中，對(duì)安全性、耐久性要求高,也對(duì)砂石骨料應(yīng)用提出更高要求。2、機(jī)制砂石應(yīng)用特點(diǎn)1）對(duì)砂石質(zhì)量要求高。核電廠混凝土標(biāo)號(hào)高，幾乎全部采用C40以上的高標(biāo)號(hào)混凝土，局部混凝土（如反應(yīng)堆安全殼、穹頂）強(qiáng)度達(dá)到C75以上，對(duì)砂石系統(tǒng)原料的抗壓強(qiáng)度要求也比較高，砂石的含泥量、砂中的石粉含量、云母含量需達(dá)到GB/T14684—2001《建筑用砂》I類標(biāo)準(zhǔn)要求，系統(tǒng)生產(chǎn)污水要達(dá)到零排放標(biāo)準(zhǔn)，多采用半干式制砂工藝技術(shù)生產(chǎn)。）對(duì)砂石耐久性要求高，嚴(yán)格防止骨料堿活性反應(yīng)發(fā)生。）由于混凝土防輻射要求高，故多采用重晶石砂石，以便能夠起到防輻射作用。二、案例分析筆者以自己在上世紀(jì)90年代親自參與的幾個(gè)工程為例，來(lái)分別介紹機(jī)制碎石和機(jī)制砂在具體工程中的應(yīng)用。（-）三峽古樹(shù)嶺人工碎石系統(tǒng)1、簡(jiǎn)介古樹(shù)嶺人工碎石加工系統(tǒng)位于三峽工程左岸，料源為三峽工程左岸基坑開(kāi)挖的微新巖石。系統(tǒng)由利用料堆場(chǎng)和碎石加工系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力為2650t/h,成品碎石生產(chǎn)能力為2175t/h。1996年9月全部建成投產(chǎn),建成后成為當(dāng)時(shí)世界上最大的人工碎石加工系統(tǒng)。

古樹(shù)嶺人工碎石系統(tǒng)2、經(jīng)驗(yàn)借鑒）使用先進(jìn)設(shè)備和材料，提高工效。古樹(shù)嶺人工碎石系統(tǒng)中的初破設(shè)備采用PXZ1200/160液壓旋回破碎機(jī)，該設(shè)備心臟部件的偏心套在長(zhǎng)期承受過(guò)重的沖擊載荷后，造成損壞。通過(guò)調(diào)研分析，運(yùn)營(yíng)部門(mén)采用改性尼龍材料與鋼體復(fù)合制作的偏心套替代巴氏合金澆灌的偏心套，很好地解決了旋回破碎機(jī)上的難題，這使得偏心套的使用壽命大大延長(zhǎng)，創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。運(yùn)營(yíng)部門(mén)還利用HP圓錐破碎機(jī)作細(xì)碎，并創(chuàng)新地采用了棒磨機(jī)與Barmac聯(lián)合制砂的生產(chǎn)工藝，提高了工作效率。）料源地、毛料堆場(chǎng)、加工系統(tǒng)分開(kāi)布置，有助于組織大規(guī)模生產(chǎn)。古樹(shù)嶺人工碎石系統(tǒng)料源地主要來(lái)自于三峽永久船閘基坑,可就地取材，不需要另外礦山開(kāi)采，距堆場(chǎng)15km。毛料堆場(chǎng)位于永久船閘左側(cè)下游陳家沖，占地面積52萬(wàn)m2，堆場(chǎng)容量約I486萬(wàn)m3。堆場(chǎng)至加工系統(tǒng)運(yùn)距2km，加工系統(tǒng)中布置了成品料堆，其儲(chǔ)量12.3萬(wàn)方，由于生產(chǎn)出的凈料能及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)到各個(gè)工地上，節(jié)約了料堆占地。古樹(shù)嶺人工碎石系統(tǒng)考慮連續(xù)生產(chǎn)需要，設(shè)計(jì)了較為合理的工藝流程，滿足土石方平衡的要求，提升了經(jīng)濟(jì)效益。）碎石系統(tǒng)廢水處理采用沉淀排渣、達(dá)標(biāo)排放及清水回收的綜合治理方案。古樹(shù)嶺人工碎石系統(tǒng)廢水處理廠主要構(gòu)筑物由廢水引水渠、沉淀池、反應(yīng)池、清水池、行走式泥渣抓斗機(jī)及排放管等組成。廢水先經(jīng)沉沙池初步沉淀后渣水分離，分離出的上清液進(jìn)入反應(yīng)池，反應(yīng)池中的上清液加入絮凝劑反應(yīng)，經(jīng)二次沉淀及濾清后形成滿足生產(chǎn)要求的生產(chǎn)水，進(jìn)入清水池的生產(chǎn)水由泵站加壓后送至篩分樓及各用水點(diǎn)，沉淀池的泥渣經(jīng)濾水干化后，由自卸汽車(chē)運(yùn)至指定棄渣點(diǎn)。最初設(shè)計(jì)的泥渣干化池?zé)o法滿足系統(tǒng)處理廢水的運(yùn)行要求，1998年對(duì)系統(tǒng)的廢水處理進(jìn)行了改擴(kuò)建，將原有的三座泥渣干化池合并為兩座沉淀池，并新增兩座沉淀池運(yùn)行。（二）貴新高速公路機(jī)制砂1、項(xiàng)目簡(jiǎn)介貴新（貴陽(yáng)至新寨）高速公路于1998年動(dòng)工，2001年全路通車(chē)，是貴州省第一條出省的高等級(jí)公路。該工程地處山區(qū),天然砂石匱乏,廣泛采用了機(jī)制砂，在沿線各標(biāo)段布置了很多機(jī)制砂廠。2、經(jīng)驗(yàn)借鑒1）石粉含量的控制機(jī)制砂中的石粉是一種有效的填料，可以提高混凝土的密實(shí)性，增強(qiáng)水泥石與砂石界面黏結(jié)效果，并能改善水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)，提高抗?jié)B性能。但石粉含量超過(guò)10%，將對(duì)混凝土性能造成較大影響，對(duì)工程質(zhì)量不利。為將石粉含量控制在7%~10%范圍以內(nèi)，貴新工程的砂石廠通過(guò)水洗法或收塵法將石粉含量控制在7%以內(nèi)，同時(shí)也避免了將0.075~0.3mm的顆?！皫ё摺倍斐蓴鄼n。2）復(fù)合砂配制機(jī)制砂棱角多，表面粗糙，單獨(dú)用于配制混凝土很難滿足其工作性要求，也不能在泵送混凝土中大規(guī)模利用。貴新工程將機(jī)制砂與特細(xì)砂按比例混合配制成復(fù)合砂，既解決了機(jī)制砂的缺點(diǎn)，又調(diào)整了復(fù)合砂細(xì)度模數(shù)，滿足了橋臺(tái)等部位所需高性能泵送混凝土工作性要求，同時(shí)還降低了成本。三、建議1、 現(xiàn)在機(jī)制砂石混凝土應(yīng)用于不同的主體，有交通部門(mén)、鐵路部門(mén)、水利部門(mén)等等，行業(yè)交流較少，容易各自為政，應(yīng)通過(guò)協(xié)會(huì)擴(kuò)大交流，統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。2、 今后機(jī)制砂石的主要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)摹拌F公基”轉(zhuǎn)向房屋建筑，成為房建工程的主要原材料，這就要求砂石生產(chǎn)單位應(yīng)根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)的特殊性不斷優(yōu)化機(jī)制砂石生產(chǎn)工藝。3、目前多是由工程施工單位自行開(kāi)采加工機(jī)制砂石，用于鐵路、公路等土木工程，按照國(guó)際慣例和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)