人工机制砂石骨料加工工艺流程与控制

1 砂石骨料定义与分类

砂石骨料是制造混凝土的重要原材料。广义上，砂石骨料是指在混凝土混合物中充当填充与骨架作用的矿物质颗粒，其存在不但增加了混凝土的体积稳定性，还通过与水泥浆体紧密结合构成了混凝土的强度和耐久性基础。根据颗粒大小的不同，砂石骨料主要被划分为两大类：细骨料和粗骨料。细骨料是指粒径在 0.15^～4.75mm 之间的砂质材料，如河砂、海砂、山砂以及机制砂等都属于细骨料。河砂和海砂因其自然形成过程中的水流冲刷作用，表面较为光滑，粒形圆润，而山砂和机制砂则多源于岩石破碎，粒形相对更加锐利，表面粗糙度较高。细骨料在混凝土中起到了填充间隙、提高和易性以及改善混凝土密实度的作用，对于混凝土的流动性、工作性和成型后的表面质量有着直接的影响。粗骨料则一般指粒径大于 4.75mm 的石质颗粒，常见的有碎石、卵石、砾石等。这类骨料在混凝土中起着结构支撑作用，彼此间相互咬合，增强了混凝土的整体刚性和承载力，同时也对混凝土的收缩和膨胀起到一定的缓冲作用。粗骨料的选择直接关乎混凝土的强度，还与其抗冻、耐磨等性能紧密相关。如硬度高的粗骨料能够显著提升混凝土的耐磨性和抗冲击性，适合用于道路、桥梁等承受重载的工程结构中。

2 人工机制砂石骨料加工工艺流程与控制措施

2.1 毛料质量控制

毛料质量控制应对砂石加工系统粗碎设备的特点与运行能力进行分析，在采石场毛料供应方面，需要将毛料粒度控制在 500mm 左右，将毛料含泥量控制在 5% 左右，并且毛料中不能出现明显的杂物或者泥块。先在采石场对毛料进行预分拣，并将其运输到砂石处理系统。正式开始称重之前，需要先由专业的质检人员对毛料的质量进行检查。检查无误后，才能够将毛料存储到仓库中。在砂石生产加工过程中的砂石骨料处理单元，需要通过二次装载，将特大毛料进行去除，并对处理后的毛料进行集中堆放。

2.2 加工过程的动态控制技术

（1）破碎环节的自适应调节。立轴冲击破碎机采用智能控制系统：进料量波动 ±10% 时，自动调整叶轮转速补偿；通过振动传感器监测破碎腔磨损，衬板厚度 ⩽50mm 时预警；石粉含量实时在线检测（近红外光谱技术），偏差超 2%时联动选粉机调整。(2) 筛分环节的级配优化。采用多层概率筛技术，上层筛（4.75mm）控制超粗颗粒，中层（2.36mm、1.18mm）调整级配，下层（0.6mm）控制细砂含量；筛网倾角15° -20^∘ ，振幅 2-5mm ，确保物料分层透筛；不合格料（超粗或过细）返回破碎系统，形成闭路循环。

2.3 砂石骨料质量检测标准

砂石骨料的含泥量检测是确保混凝土质量的重要环节，中国为此制定了多项国家标准和行业规范，指导检测流程和评判标准。GB/T114684-2011 和 GB/T114685-2011 分别针对建设用砂和卵石碎石的含泥量检测提供了统一的评估方法；而 SL352-2006、SL27-1991 和 SL234-1999 则为水利行业内的砂石骨料检测设定了特定规程，其涉及实验和质量判定。电力行业也有其特定标准，如 DL/T5151-2001 和 DL/T5144-2001，用于砂石骨料的实验检测和施工规范。此外，JGJ52-2006 是适用于普通混凝土用砂石的质量与检验方法的标准。对比分析这四个核心标准———GB/T114684、JGJ52、SL352 和 DL/T5151———可以发现它们在颗粒级配检测和含泥量测试的基本步骤和使用设备上保持一致，但具体操作流程有所区别。GB/T114684 和 JGJ52 要求先计算细度模数再评估颗粒级配，而 SL352 和 DL/T5151 则先计算细度模数，然后绘制筛分曲线，最后检测含泥量。在含泥量检测上，前两者直接计算含泥量并评定，而后两者则增加了淤泥、黏土及细屑含量的计算步骤，这反映了不同行业对砂石骨料清洁度的不同要求。因此，在进行砂石骨料的质量控制的过程中，需要根据具体工程所属行业情况和实际需求，科学选择标准对其质量进行严格检测，这是保证砂石骨料质量的第一步。

2.4 环保指标控制

（1）粉尘治理：破碎、筛分环节设置密闭集气罩（收集效率 ⩾95% ），配套脉冲布袋除尘器（过滤风速 1.2m/min⟩ ），结合干式布袋除尘、湿式水浴除尘和超声波喷雾除尘的综合措施，使颗粒物排放浓度稳定在 15-20mg/m³ 范围。采区需采取爆破场洒水和水袋压孔降尘，矿区主要运输道路应全部硬化并配备移动洒水车辆。（2）废水处理：湿法生产线采用 " 沉淀池 + 压滤机 " 工艺，处理后的水循环利用率应达 90% 以上，沉渣含水率需控制在 ⩽20% 以实现生产线再利用。洗砂产生的泥料可通过脱水处理制成免烧砖，砂料回掺机制砂以补充级配缺失档，形成全流程循环经济模式。

3 砂石骨料生产过程中的质量控制措施

3.1 细度模数的控制

就机制砂的生产而言，细度模数是衡量砂子粗细的关键指标，其直接影响着最终混凝土产品的性能。机制砂依据细度模数可分为粗、中、细和特细四种类型，分别对应不同的最大粒径标准：特细砂约为 1mm ，细砂约为 2mm ，中砂约为 2.5mm ，而粗砂的粒径约 3mm ，上限通常不超过 3.5mm 。实践中需要通过精确调节振动筛的筛孔尺寸来有效控制机制砂的粒径分布，以确保细度模数符合特定需求。如将设置筛孔为 3.5mm 左右，可以防止过大的砂粒混入，避免对混凝土强度和工作性产生不利影响。

3.2 石粉含量的控制

石粉是机制砂的重要组成元素，其含量的高低同样会影响混凝土成品的性能和质量。石粉的典型粒径在 0.075mm 左右，该尺度在天然砂的标准中通常被视为泥的范畴。而在机制砂的生产中，需要对含泥量进行严格控制，泥含量一旦过高，就会显著降低机制砂的品质，进而影响混凝土的强度和耐久性。因此，要控制含泥量就需要对石粉的含量进行精细控制，其理想范围一般在 10%-14%之间。为实现这一控制目标，现代机制砂生产线普遍采用螺旋分级机等专业设备。基于这些设备，石粉能够在机制砂中均匀分布，确保其在混凝土混合物中的作用最大化，同时避免因局部集中而引起的性能问题。

3.3 泥块含量的控制

为有效控制泥块含量，实践中需从开采、装卸及现场检测三方面着手。开采前，应周密规划，确保清理矿山表面泥土与植被，避免混入石料。装卸前，再次检查石块，去除附着的泥土，可借助振动喂料机等设备辅助清理。到达施工现场后，要由专业检测人员抽检石块，以确保其含泥量达标。

3.4 有害物质的控制

针对砂石骨料中的云母有机物、氯化物及硫酸盐等有害物质的含量控制，需严格按照具体限定值进行。

结语

综上所述，砂石骨料作为混凝土的核心组成部分，其质量直接影响到建筑工程的结构安全与耐久性。因此，实际应用中需要对粒径、表面特征、化学成分及物理力学性能的严格控制，以显著提升混凝土的综合性能。而遵循国家与行业标准，实施全面的质量检测，并在生产各环节中采取精细化管理措施，是确保砂石骨料品质优良、满足高标准混凝土制备需求的关键

参考文献：

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[3] 汤小文，徐丽丽 . 水工混凝土中粗细骨料检测及性能影响分析 [J]. 江西建材，2022（05）：54-55，58.