南方路機(jī)全民論道系列：解讀機(jī)制砂的逆襲

  混凝土作為上個(gè)世紀(jì)最主要的大宗的建筑材料，在本世紀(jì)仍然承擔(dān)主要角色，應(yīng)用非常巨大，2012年之后混凝土用量則在60億噸以上。隨著建筑結(jié)構(gòu)的多樣化發(fā)展，混凝土的應(yīng)用環(huán)境日趨復(fù)雜和惡劣，這對(duì)混凝土的性能需求也更高。

  砂作為混凝土的主要原材料之一，包括天然砂和機(jī)制砂兩大類(lèi)。受自然資源的限制，以河砂為主的天然砂越來(lái)越無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的混凝土用量的需求，尤其在我國(guó)西南地區(qū)。另外因過(guò)量的開(kāi)采天然砂源，對(duì)自然環(huán)境所造成的壓力也日益增加，大部分地區(qū)出臺(tái)了政策，限制開(kāi)采河砂。機(jī)制砂替代河砂在國(guó)內(nèi)外已成為混凝土行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一種趨勢(shì)。

  目前建筑業(yè)對(duì)機(jī)制砂的應(yīng)用情況：

  國(guó)標(biāo)允許使用機(jī)制砂了，但大多數(shù)的人還是容易接受由鵝卵石破碎的機(jī)制砂或與天然砂混用的機(jī)制砂(即混合砂)，這是因?yàn)檫@樣的機(jī)制砂外觀與天然砂無(wú)明顯差別，多數(shù)人還認(rèn)為就是天然砂，使用上按天然砂控制，推廣較容易，但由于在已制混凝土?xí)r還按天然砂的方法設(shè)計(jì)，沒(méi)有抓住機(jī)制砂的特點(diǎn)，多數(shù)混凝土攪拌站也未能感到機(jī)制砂的優(yōu)點(diǎn)。

  使用由石灰?guī)r類(lèi)(包括其尾礦)生產(chǎn)的機(jī)制砂就比較困難，因?yàn)?，其外觀與天然砂明顯不同，特別是干法生產(chǎn)原狀機(jī)制砂(只要石粉含量在10%左右時(shí))看上去就像都是石頭粉(或土)一樣，使人心產(chǎn)疑慮，不敢使用。

  為了迎合用戶的習(xí)慣，有些機(jī)制砂生產(chǎn)廠把干法生產(chǎn)原狀機(jī)制砂再洗一遍，這樣的機(jī)制砂看上去是比天然細(xì)砂好多了，但這一洗，使機(jī)制砂的級(jí)配變化了，機(jī)制砂中有利的石粉洗走了，只剩下了砂子，這一缺陷造成配制的混凝土和易性差，特別在低標(biāo)號(hào)或低水泥用量混凝土中表現(xiàn)非常明顯，給機(jī)制砂的推廣應(yīng)用帶來(lái)阻力。同時(shí)，又造成資源的浪費(fèi)和寶貴的水源消耗，增加了新的污染。

  而法制砂相對(duì)于濕法制砂優(yōu)勢(shì)明顯，首先占地面積小，不需要水洗設(shè)備及沉淀池;其次環(huán)境友好，通過(guò)空氣篩和集中收塵設(shè)備，除去多余的石粉和泥粉;最后級(jí)配連續(xù)，甚至補(bǔ)充了0.075以下的微級(jí)配，最后還可以通過(guò)加濕機(jī)加水混合，確保機(jī)制砂不離析。

  逆襲之路

  泥粉對(duì)混凝土是有害的，必須嚴(yán)格控制其含量，破碎、制砂過(guò)程中同樣要注意除土，除去山皮土和夾層土。但除土決不能放在最后洗掉小于 75μm的顆粒的工序上。因?yàn)?，石粉也是小?5μm的顆粒，但石粉與天然砂中的泥成分不同，其微觀結(jié)構(gòu)不同，在混凝土中的影響亦不同，適量的石粉對(duì)混凝土是有益的，有適量石粉的存在，彌補(bǔ)了機(jī)制砂配制混凝土和易性差的缺陷，同時(shí)，石粉的摻入對(duì)完善混凝土骨料小于75μm特細(xì)顆粒的級(jí)配，(在這一點(diǎn)上，天然砂由于其開(kāi)采方式的限制，其特細(xì)級(jí)配基本沒(méi)有)提高混凝土密實(shí)性都有益處?，F(xiàn)代混凝土設(shè)計(jì)理念是強(qiáng)調(diào)發(fā)揮骨料骨架的支撐作用，而發(fā)揮骨料骨架的支撐作用最有利條件是使骨料之間空隙最小，密實(shí)度最高，進(jìn)而能起到提高混凝土綜合性能的作用?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)就是前端除土破碎，后端制砂收塵。

  1、前端篩分去土

  含泥量高的原料在破碎制砂之前如果沒(méi)有進(jìn)行除土，最終這部分泥土便會(huì)隨著工藝流程進(jìn)到機(jī)制砂當(dāng)中，造成機(jī)制砂含泥量偏高，如果進(jìn)一步水洗又會(huì)造成級(jí)配缺失。在前端進(jìn)行篩分去土，便能有效的解決這一問(wèn)題。

  篩分機(jī)：當(dāng)原料含泥土量偏高的時(shí)候，在第一道破碎之前，將原料進(jìn)行篩分。使用大振幅的篩分機(jī)，篩分效率每小時(shí)500噸，可以將規(guī)格在700mm以下的原料當(dāng)中的泥土剝離開(kāi)來(lái)。同時(shí)將細(xì)料篩分出來(lái)，這一部分不必進(jìn)入顎破。如此便可以提高破碎效率，又可以減少破碎后的成品料的含泥量。這樣一來(lái)，機(jī)制砂的含泥量便能得到很好的控制。

  2、高效除粉收塵，石粉含量可控

  空氣篩：可將破碎物中的合格產(chǎn)品與超標(biāo)產(chǎn)品同時(shí)分離，石粉會(huì)被除塵器吸走，超標(biāo)產(chǎn)品會(huì)被返送回破碎過(guò)程，合格產(chǎn)品其粒度可經(jīng)設(shè)置在內(nèi)部的調(diào)控板進(jìn)行自由調(diào)整。通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)合理的風(fēng)量搭配，實(shí)現(xiàn)機(jī)制砂中石粉含量的自由控制。該設(shè)備的出現(xiàn)，完全的取代了過(guò)去傳統(tǒng)濕式制砂的除泥、除粉工藝流程，有效的保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能耗，提高產(chǎn)能。

  離線清灰脈沖除塵器：擁有較大的除塵面積，粉塵零排放、低噪音、無(wú)振動(dòng)設(shè)計(jì)，除塵效率達(dá)到99.9%，配套空氣篩，可實(shí)現(xiàn)石粉、砂子的分離與收集。

  3、石粉變廢為寶

  隨著干式制砂技術(shù)的不斷發(fā)展，石粉的用途也被人們逐漸開(kāi)發(fā)出來(lái)：

  (1)作為燒制水泥的原料

  CaO含量高的石灰石可以作為燒制水泥的鈣質(zhì)原料，這樣水泥廠就能省去一部分礦石原料在破碎、研磨過(guò)程中的能耗。

  (2)用在水泥混凝土中

  在混凝土中摻入適量(一般不可多于膠凝材料的10%)的石粉,可以起到很好的微集料效應(yīng)、填充效應(yīng)和分散效應(yīng)等。在降低混凝土配制成本的同時(shí)不降低混凝土的性能。如果是CaO含量高的石灰石粉，可以適當(dāng)提高摻量以代替粉煤灰。

  (3)用在預(yù)拌砂漿中

  石粉對(duì)新拌砂漿的性能影響：

  a、密度隨石粉含量的增加而增大(填充效應(yīng))

  b、稠度隨石粉含量的增加，先增加后減小(形態(tài)效應(yīng)、填充效應(yīng))

  c、分層度隨石粉含量增加，先減小后增大(保水性增強(qiáng))

  d、石粉微集料效應(yīng)、微晶核效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，硬化后的水泥石結(jié)構(gòu)和界面結(jié)構(gòu)更加致密，使抗壓強(qiáng)度提高。

  e、降低總孔隙率，降低收縮率、提高抗凍性。

  (4)作為電廠或水泥廠的脫硫劑

  火電廠發(fā)電使燃燒的煤中會(huì)產(chǎn)生大量含有硫和硝廢氣，這些廢氣排入大氣會(huì)產(chǎn)生污染形成酸雨?；痣姀S脫硫脫硝設(shè)備則是用來(lái)處理這些含有大量硫和硝廢氣的裝置。

  工藝以石灰石漿作為洗滌吸收劑，整個(gè)脫硫過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn)行，即上回路與下回路，如圖1所示。兩個(gè)階段合成在一個(gè)吸收塔內(nèi)。石灰石漿可單獨(dú)引入上下回路，煙氣沿切線方向進(jìn)入吸收塔下回路，被冷卻到煙氣飽和溫度，同時(shí)部分SO2被石灰石吸收生成石膏(CaSO4·2H2O)。冷卻的煙氣進(jìn)入吸收塔上回路的噴霧區(qū)，經(jīng)充分洗滌，達(dá)到SO2的最大吸收率，SO2轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈣，經(jīng)空氣氧化后最終吸收產(chǎn)物為硫酸鈣晶體(石膏)漿液，含固量為15%。經(jīng)脫水后，可根據(jù)應(yīng)用要求形成商用石膏或拋棄型石膏。

  (5)人造雕塑，人造巖石

  人造巖石是以不飽和聚酯樹(shù)脂為粘合劑，加入無(wú)機(jī)填料、顏料、固化引發(fā)劑及其他輔助試劑，經(jīng)固化成型所制得的一種復(fù)合材料。這種材料類(lèi)似于天然巖石紋理，有豐富的色彩與光澤，有足夠的強(qiáng)度、硬度，可耐水、耐熱沖擊等特點(diǎn)，因此具有“塑料混凝土”之稱。可以根據(jù)需求做成各種各樣的石雕。

  (6)作為彩色路面磚，加氣混凝土砌塊的原料

  彩色路面磚基層料是由石粉、廢石料、少量普通水泥和微量固化劑，按原材料的配合比經(jīng)輪碾機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆蚨伞?

  石粉蒸壓加氣混凝土砌塊是以石粉廢渣為硅質(zhì)材料，經(jīng)制漿后配以適量的生石灰和水泥鈣質(zhì)材料，攪拌澆注成型，由發(fā)氣劑在料漿中發(fā)氣，在一定的溫度下水熱合成的輕質(zhì)、獨(dú)立封閉多孔結(jié)構(gòu)的新型建筑節(jié)能材料。

  (7)作為仿石涂料的原料

  石粉廢棄物可占仿石涂料成分的70%～80%，其廢物利用率很高。另外，既可以用天然廢棄石粉生產(chǎn)色調(diào)單一、色澤較暗的低成本仿石涂料;又可以將天然石粉進(jìn)行篩選，生產(chǎn)色澤鮮艷、天然石感強(qiáng)的高檔仿石涂料。