机制砂制备及应用技术

机制砂制备及应用技术武汉理工大学 2012.5目录机制砂的定义，特性，标准 机制砂混凝土特性 机制砂的生产与质量控制 机制砂混凝土的配合比设计 机制砂混凝土应用的典型案例 推广应用机制砂混凝土的体会机制砂的定义机制砂： 机制砂：由除土开采、机械破碎、筛分制成的，粒径小于 4.75mm的岩石颗粒．不包括软质岩、风化岩的颗粒。

其中的75μm以下颗粒划入石粉范围。

天然砂： 天然砂：包括河砂、湖砂、山砂及淡化海砂； 混合砂： 混合砂：由机制砂和天然砂混合制成的砂； 人工砂： 人工砂：经除土处理的机制砂和混合砂的统称。

机制砂的特性机制砂 石灰岩、石英岩、 矿物组成 石灰岩、石英岩、花岗岩等 100 坚固性 好 90 具有棱角、形状不规则， 具有棱角、形状不规则， 80 颗粒形状 含有不少针片状颗粒 70 较粗糙（粗糙度17～ 较粗糙（粗糙度 ～21S）， ）， 60 颗粒表面 表面吸水率高 50 40 一般为中粗砂(2.9~3.6) 一般为中粗砂 细度模数 30 级配不良， 级配不良，2.36mm以上及 以上及 20 0.15mm以下颗粒较多，而1.18～ 以下颗粒较多， 以下颗粒较多 ～ 级配 10 0.3mm颗粒较少 颗粒较少 0 粉体为石粉,未经处理机制砂石粉 4.75 粉体为石粉 未经处理机制砂石粉 2.36 1.18 0.6 0.3 粉体含量 国标限定为3%， 含量约为15%,国标限定为 ， 国标限定为 含量约为 筛孔尺寸 /mm (＜0.075mm) ＜ 5%，7% ，累计筛余 /%河砂 一般为α 石英 一般为α-石英 好 粒形较圆或较方， 粒形较圆或较方，棱 角少 较光滑， 较光滑，吸水率低 粗糙度14～ （粗糙度 ～15S） ） 天然砂 一般为中砂(2.3~3.0) 一般为中砂 机制砂A机制砂B 级配较好， 级配较好，各粒径范 机制砂C 围分布较均匀 机制砂D粉体为泥粉， 粉体为泥粉，国标限 定为1%，3%，5% ， ， 定为0.15机制砂相关标准标准的发展《建筑用砂》（GB/T 14684－2001） 首次在国家层面的规范中 明确了机制砂的标准，但 石粉含量要求严苛； 明确在交通行业内河砂不 易得到时，也可用山砂或 用硬质岩石加工的机制 砂，但未对其提出技术要 求； 明确提出用于混凝土工程 机制砂的技术要求； 针对机制砂颁布其行业标 准，明确了其定义，分类 与规格，实验方法，检验 规则及标志，运输及储存 适当放宽了石粉含量．《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000 ）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011 ） 《公路工程 水泥混凝土用机制砂》（JT/T 8192011 ）国内外不同标准对石粉含量的限定国家《建筑用砂》 建筑用砂》石粉粒度界定(μ 石粉粒度界定 μ m) ＜ 75 ＜ 75 ＜ 75 ＜ 75 ＜ 75 ＜ 75 ＜ 75 ＜ 63 ＜ 63 ＜ 63对石粉含量 的最高限值 3~7% 3~7% 5~10% 7% 5~7% 25% 15%~20% 15% 12~18% 15%《桥涵施工规范》 桥涵施工规范》《公路工程水泥混凝土用机 制砂》 制砂》日本 美国 澳大利亚 印度 英国 法国 西班牙机制砂的质量标准机制砂的分级与规格机制砂按技术要求分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。

Ⅰ级宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ级宜用于 强度等级C30~C60及抗冻、抗渗或其它要求的混凝土；Ⅲ 级宜用于强度等级小于等于C30的混凝土。

机制砂的粗细程度按细度模数分为粗砂、中砂两种 规格，其细度模数分别为： 粗砂：3.9～3.1 中砂：3.0～2.3机制砂的特性与质量标准机制砂颗粒级配范围级配区 筛孔 9.50mm 4.75mm 2.36mm 1.18mm 0.60mm 0.30mm 0.15mm Ⅰ 0 10~0 20~5 50~15 70~40 90~80 100~90 II，III ， 0 10~0 50~5 70~35 85~71 95~80 100~90机制砂的特性与质量标准石粉含量泥块含量机制砂的特性与质量标准压碎值指标项 目 指 标 Ⅰ 类 ＜ 20 Ⅱ 类 ＜ 25 Ⅲ 类 ＜ 30单 级 最 大 压 碎 值 指 标 ,%岩石要求: 岩石要求宜采用新鲜母岩制作,母岩饱水抗压强度应满足: 宜采用新鲜母岩制作,母岩饱水抗压强度应满足: 饱水抗压强度应满足 不宜小于80MPa;Ⅱ类:不宜小于 不宜小于 不宜小于:不宜小于 Ⅰ类:不宜小于 不宜小于 Ⅱ 不宜小于 不宜小于30MPa. 岩性要求: 类机制砂不应碱活性反应; Ⅲ 岩性要求 Ⅰ类机制砂不应碱活性反应 Ⅱ,Ⅲ类机制砂应按照使 用要求进行碱活性检测;不宜使用碱 碳酸盐反应活性岩石; 不宜使用碱-碳酸盐反应活性岩石 用要求进行碱活性检测 不宜使用碱 碳酸盐反应活性岩石 磨光值:路面用机制砂混凝土集料磨光值不宜小于 路面用机制砂混凝土集料磨光值不宜小于35,不应使用泥 磨光值 路面用机制砂混凝土集料磨光值不宜小于 不应使用泥 页岩,板岩等水成岩 岩,页岩 板岩等水成岩 页岩 板岩等水成岩.目录机制砂的定义，特性，标准 机制砂混凝土特性 机制砂的生产与质量控制 机制砂混凝土的配合比设计 机制砂混凝土应用的典型案例 推广应用机制砂混凝土的体会机制砂的生产与质量控制生产工艺超粒径碎 石 某一粒径 碎石 级配碎石 机制砂 制砂 机 超粒 径料块石粗碎中碎筛分筛分机制 砂成品水洗 收尘） （收尘）机制砂的生产与质量控制制砂设备大型水电工程通常选用棒磨机， 大型水电工程通常选用棒磨机，湿法生产优点：颗粒级配优良、稳定，粒型方正， 优点：颗粒级配优良、稳定，粒型方正，石粉含量便于控制 ； 缺点：耗水量大（ ），洗粉量大 一般10~20%），浪 洗粉量大（ ），浪 缺点：耗水量大（2~4m3水/m3砂），洗粉量大（一般 ）， 费污染严重。

费污染严重。

中小规模砂厂，宜选用冲击式破碎机， 中小规模砂厂，宜选用冲击式破碎机，干法生产优点：破碎比高、产量大、能耗低，产品级配、 优点：破碎比高、产量大、能耗低，产品级配、粒形好 ；机制砂的生产与质量控制制砂机： 制砂机：国外具有代表性的有：立式冲击式细碎机、如德国DH伯布拉斯型 伯布拉斯型； 国外具有代表性的有：立式冲击式细碎机、如德国 伯布拉斯型；巴马克Barmac-9000型；短头圆锥细碎机，如瑞典Svedala公司生产的 型 短头圆锥细碎机，如瑞典 巴马克 公司生产的 HP500、HP700；旋盘式细碎机，如美国 公司的No48s型、No36s 、 ；旋盘式细碎机，如美国Nordberg公司的 公司的 型 芬兰诺德伯格公司的Ct49。

型；芬兰诺德伯格公司的 。

国内成熟的产品有：贵州“成智 系列立轴冲击式破碎机、 成智”PL系列立轴冲击式破碎机 国内成熟的产品有：贵州 成智 系列立轴冲击式破碎机、上海山宝SX立轴式冲击破碎机、上海运通PC-1000冲击式制砂机、枝江 立轴式冲击破碎机、上海运通 冲击式制砂机、 立轴式冲击破碎机 冲击式制砂机 枝江PLF立轴反 立轴反 击式细碎机、河南双龙SLP型立旋式破碎机、北京和吉的 系列制砂机。

型立旋式破碎机、 系列制砂机。

击式细碎机、河南双龙 型立旋式破碎机 北京和吉的Y系列制砂机立式冲击式制砂机剖面图石打石”剖视状态 ①”石打石 剖视状态； 石打石 剖视状态； ②石料在旋盘中的平面流态特点： 特点：破碎比很大，具有细碎、粗磨功能； 破碎比很大，具有细碎、粗磨功能； 破碎效率高，产量大，电耗低（比颚式破碎机省电1/3 1/3）； 破碎效率高，产量大，电耗低（比颚式破碎机省电1/3）； 产品粒度均匀，颗粒方正率高，内部裂隙少。

产品粒度均匀，颗粒方正率高，内部裂隙少。

机制砂的生产与质量控制1、干法收尘 、本来收尘是消除机制砂生产过程中扬尘对环境的污染。

本来收尘是消除机制砂生产过程中扬尘对环境的污染。

但 通过合理布置收尘点，调整吸尘器的风量、风压， 通过合理布置收尘点，调整吸尘器的风量、风压，也可部分选 出机制砂中的石粉，可控制机制砂中石粉含量在7~10%。

实际 出机制砂中的石粉，可控制机制砂中石粉含量在 。

生产过程中，应选用收尘效果好的收尘器， 生产过程中，应选用收尘效果好的收尘器，并根据机制砂中石 粉含量要求，确定收尘器的工况参数。

粉含量要求，确定收尘器的工况参数。

Ⅲ级机制砂可采用干法 收尘工艺，这无疑既可节水又可减少污染。

收尘工艺，这无疑既可节水又可减少污染。

机制砂的生产与质量控制2、水洗除粉（湿法） 、水洗除粉（湿法）特点： 特点：能耗低、 能耗低、处 理能力高、 理能力高、返砂 率低； 率低；与轮式洗 砂机相比耗水量 大，中细砂及石 粉流失大， 粉流失大，所洗 机制砂级配差， 机制砂级配差， 细度模数不易控 制，产品质量波 动较大。

动较大。

a) 实景图b) 资料图片螺旋式洗砂机机制砂的生产与质量控制2、水洗除粉（湿法） 、水洗除粉（湿法） 特点： 特点：结构简单， 结构简单，具 有可调筛网， 有可调筛网，故障 率远低于螺旋洗砂 机。

与螺旋洗砂机 相比， 相比，细砂和石粉 流失极少， 流失极少，所洗机 制砂级配好， 制砂级配好，细度 模数容易控制， 模数容易控制，产 品质量稳定。

品质量稳定。

因此， 因此，一般宜 选用轮式洗砂机。

选用轮式洗砂机。

a) 实景图b) 资料图片轮式洗砂机机制砂的生产与质量控制3、干法选粉 、特点： 特点：可代替传统的水洗制 砂，既可节水又可减少污 染，而且还可根据需要灵 活调整砂中石粉含量， 活调整砂中石粉含量，选 粉精度高， 粉精度高，成品中颗粒直 径控制在90μ 以上 以上， 径控制在 μm以上，适 用于各级机制砂生产。

用于各级机制砂生产。

HSZ系列干法制砂分级机 系列干法制砂分级机砂、石联产料厂的生产条件一级生产厂① 序号 设备名称 振动喂料机 锷式破碎机 反击式破碎机 振动筛 制砂机 洗砂机② 除尘设备 工艺要求 年生产能力 技术要求 条形筛长度不小于2m 条形筛长度不小于 筛条间距不小于0.8m 筛条间距不小于 不小于100吨 小时 不小于 吨/小时 不小于100吨 小时 不小于 吨/小时 不少于4层 不少于 层 不小于60吨/小时 不小于 吨 小时 处理量应与机制砂产量 匹配 180型以上 型以上 — — Ⅰ级砂 必备 必备 必备 必备 必备 必备 必备 湿法 ≥40万吨 万吨 Ⅱ级砂 二级生产厂① Ⅲ级砂 必备 必备 必备 必备 可选 可选 必备 干法或湿法 ≥40万吨 万吨 1 2 2 3 4 5 6 7 8注：①砂厂级别主要根据生产的机制砂技术要求等级来划分；②洗砂设备推荐采用轮式洗砂 砂厂级别主要根据生产的机制砂技术要求等级来划分； 不应采用螺旋细纱机。