機制砂石在土木工程中的應(yīng)用

機制砂石在土木工程中的應(yīng)用中國砂石骨料網(wǎng)2014-06-03黃山論壇專題焦點華新水泥摘要：機制砂石從誕生之初,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，對這些工程的產(chǎn)品質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。當前，天然砂石由于限制開展，日益短缺，機制砂石的應(yīng)用范圍將更加廣闊。中國砂石骨料網(wǎng)于5月22日-24日在黃山市主辦“2014中國砂石骨料行業(yè)技術(shù)發(fā)展論壇”盛大召開并圓滿落幕。為配合本次論壇，中國砂石骨料網(wǎng)還向全行業(yè)和相關(guān)單位征集有關(guān)經(jīng)驗交流材料并匯編成冊，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，開展技術(shù)創(chuàng)新，提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動砂石行業(yè)技術(shù)進步及健康穩(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)展高級經(jīng)理陳江涌的《機制砂石在土木工程中的應(yīng)用》，原文如下：機制砂石從誕生之初，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，對這些工程的產(chǎn)品質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。當前，天然砂石由于限制開展，日益短缺，機制砂石的應(yīng)用范圍將更加廣闊。―、不同工程機制砂石的使用特點(―)公路工程1、工程特點公路工程具有點多、面廣、戰(zhàn)線長的特點。機制砂石尤其是機制砂生產(chǎn)就會根據(jù)各標段的資源情況靈活設(shè)置，多點布局，以滿足工程需要。2、機制砂石應(yīng)用特點公路工程的機制砂石往往就地取材，多來自路塹開挖地段。在路塹開挖的過程中，比較好的毛料會集中安置，送到砂石廠進行加工，剩下的用于路基回填，以保持土石方平衡。由于公路工程的機制砂石料源主要來自于開挖階段，不能取舍，砂石質(zhì)量就會隨著料源的質(zhì)量產(chǎn)生波動，也會影響到不同類型建（構(gòu)）筑物混凝土質(zhì)量。為此，公路砂石廠成品庫還會根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量情況進行分類堆放。其中，比較好的機制砂石應(yīng)用于橋梁、涵洞等■點部位，質(zhì)量-般的砂石應(yīng)用于不太重要的部位，如護坡、路地分界樁之類部位。（二）鐵路工程1、 工程特點鐵路工程具有的特點與公路工程類似，都具有點多、面廣、戰(zhàn)線長的特點，除此之外，由于高速鐵路占比逐漸提高，對行駛的安全和平穩(wěn)度要求比公路高，對機制砂石也提出了更高的要求。2、 機制砂石應(yīng)用特點以前鐵路工程中的機制砂石主要獨立使用在鐵路道砟上，現(xiàn)在由于高速鐵路多采用無砟軌道，機制砂石更多地用于配制高性能混凝土?，F(xiàn)在全國的高速鐵路建設(shè)全線鋪開，對砂石的需求量增大，對質(zhì)量要求也越來越高,不僅對顆粒形狀（針狀片）、抗壓強度有較高要求,同時對碎石的化學(xué)成份有嚴格要求,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，機制砂石需要及時保供，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，尤其是無砟軌道的軌道板需求量較大，對砂石質(zhì)量要求穩(wěn)定，就需要較大的砂石廠來供應(yīng)，使得機制砂石企業(yè)呈現(xiàn)出集中和分散相結(jié)合的特點。（三） 水利工程1、 工程特點水利工程一般體型巨大，建設(shè)周期長，建筑物布置比較集中，高峰期砂石骨料用量大，持續(xù)時間長。2、 機制砂石應(yīng)用特點水利工程是最早使用機制砂石的工程類型，從上世紀五、六十年代西南山區(qū)的獅子灘、貓?zhí)铀娬鹃_始使用，多年來積累了較為豐富的經(jīng)驗。三峽、錦屏、溪洛渡等重點工程的使用使機制砂石工藝走上了世界前沿。水利工程機制砂石生產(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，就考慮到機制砂石的料源選擇、制備運輸?shù)仁乱?。機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、溜井運輸方式來進行移動砂石的運輸。（四） 核電工程1、工程特點核電工程屬于保密性質(zhì)工程，建（構(gòu)）筑物布置比較集中，對安全性、耐久性要求高,也對砂石骨料應(yīng)用提出更高要求。2、機制砂石應(yīng)用特點1）對砂石質(zhì)量要求高。核電廠混凝土標號高，幾乎全部采用C40以上的高標號混凝土，局部混凝土（如反應(yīng)堆安全殼、穹頂）強度達到C75以上，對砂石系統(tǒng)原料的抗壓強度要求也比較高，砂石的含泥量、砂中的石粉含量、云母含量需達到GB/T14684—2001《建筑用砂》I類標準要求，系統(tǒng)生產(chǎn)污水要達到零排放標準，多采用半干式制砂工藝技術(shù)生產(chǎn)。）對砂石耐久性要求高，嚴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90年代親自參與的幾個工程為例，來分別介紹機制碎石和機制砂在具體工程中的應(yīng)用。（-）三峽古樹嶺人工碎石系統(tǒng)1、簡介古樹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挖的微新巖石。系統(tǒng)由利用料堆場和碎石加工系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)設(shè)計處理能力為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),建成后成為當時世界上最大的人工碎石加工系統(tǒng)。

古樹嶺人工碎石系統(tǒng)2、經(jīng)驗借鑒）使用先進設(shè)備和材料，提高工效。古樹嶺人工碎石系統(tǒng)中的初破設(shè)備采用PXZ1200/160液壓旋回破碎機，該設(shè)備心臟部件的偏心套在長期承受過重的沖擊載荷后，造成損壞。通過調(diào)研分析，運營部門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上的難題，這使得偏心套的使用壽命大大延長，創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。運營部門還利用HP圓錐破碎機作細碎，并創(chuàng)新地采用了棒磨機與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、加工系統(tǒng)分開布置，有助于組織大規(guī)模生產(chǎn)。古樹嶺人工碎石系統(tǒng)料源地主要來自于三峽永久船閘基坑,可就地取材，不需要另外礦山開采，距堆場15km。毛料堆場位于永久船閘左側(cè)下游陳家沖，占地面積52萬m2，堆場容量約I486萬m3。堆場至加工系統(tǒng)運距2km，加工系統(tǒng)中布置了成品料堆，其儲量12.3萬方，由于生產(chǎn)出的凈料能及時轉(zhuǎn)運到各個工地上，節(jié)約了料堆占地。古樹嶺人工碎石系統(tǒng)考慮連續(xù)生產(chǎn)需要，設(shè)計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)濟效益。）碎石系統(tǒng)廢水處理采用沉淀排渣、達標排放及清水回收的綜合治理方案。古樹嶺人工碎石系統(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，沉淀池的泥渣經(jīng)濾水干化后，由自卸汽車運至指定棄渣點。最初設(shè)計的泥渣干化池無法滿足系統(tǒng)處理廢水的運行要求，1998年對系統(tǒng)的廢水處理進行了改擴建，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行。（二）貴新高速公路機制砂1、項目簡介貴新（貴陽至新寨）高速公路于1998年動工，2001年全路通車，是貴州省第一條出省的高等級公路。該工程地處山區(qū),天然砂石匱乏,廣泛采用了機制砂，在沿線各標段布置了很多機制砂廠。2、經(jīng)驗借鑒1）石粉含量的控制機制砂中的石粉是一種有效的填料，可以提高混凝土的密實性，增強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10%，將對混凝土性能造成較大影響，對工程質(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水洗法或收塵法將石粉含量控制在7%以內(nèi)，同時也避免了將0.075~0.3mm的顆?！皫ё摺倍斐蓴鄼n。2）復(fù)合砂配制機制砂棱角多，表面粗糙，單獨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。貴新工程將機制砂與特細砂按比例混合配制成復(fù)合砂，既解決了機制砂的缺點，又調(diào)整了復(fù)合砂細度模數(shù)，滿足了橋臺等部位所需高性能泵送混凝土工作性要求，同時還降低了成本。三、建議1、 現(xiàn)在機制砂石混凝土應(yīng)用于不同的主體，有交通部門、鐵路部門、水利部門等等，行業(yè)交流較少，容易各自為政，應(yīng)通過協(xié)會擴大交流，統(tǒng)一認識。2、 今后機制砂石的主要應(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)化機制砂石生產(chǎn)工藝。3、目前多是由工程施工單位自行開采加工機制砂石，用于鐵路、公路等土木工程，按照國際慣例和行業(yè)發(fā)展趨勢來