陳 方 斌

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司， 四川 成都 610213)

1 概 述

“混凝土是現(xiàn)代使用最廣的建筑材料，骨料占混凝土的70%以上，是組成混凝土最主要的的材料。因此需重視骨料的綜合性能和對(duì)混凝土性能的綜合影響，水電工程重視料源母料的穩(wěn)定性和骨料的綜合性能要求(如骨料的強(qiáng)度、有害物質(zhì)的影響、堅(jiān)固性和吸水率、骨料級(jí)配、粒形等)，同時(shí)更要重視骨料對(duì)混凝土性能的影響(如混凝土工作性、強(qiáng)度、彈模、極限拉伸、干縮、自身體積變形、徐變、熱學(xué)性能等)”[1]。筆者以楊房溝水電站上鋪?zhàn)訙仙笆庸は到y(tǒng)硬質(zhì)巖人工碎石如何開展骨料顆粒級(jí)配質(zhì)量控制進(jìn)行剖析，通過運(yùn)用科學(xué)手段及試驗(yàn)數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)的方法進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量控制，確保了系統(tǒng)生產(chǎn)的360萬(wàn)t各粒級(jí)人工碎石生產(chǎn)質(zhì)量均達(dá)到優(yōu)良質(zhì)量等級(jí)。

2 混凝土對(duì)骨料的要求及生產(chǎn)工藝

2.1 混凝土對(duì)骨料的要求

楊房溝工程質(zhì)量目標(biāo)是“確保獲得電力優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)，爭(zhēng)創(chuàng)國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程金獎(jiǎng)”，骨料質(zhì)量必須滿足《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144—2015中“粗骨料品質(zhì)要求”[2]，生產(chǎn)質(zhì)量達(dá)到《水電水利基本建設(shè)工程單元工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(第一部分：土建工程)規(guī)定的優(yōu)良質(zhì)量等級(jí)。

2.2 料源的物理力學(xué)特性

系統(tǒng)人工骨料生產(chǎn)所用料源為工程開挖有用料和金波石料場(chǎng)開采石料，金波料場(chǎng)基巖巖性為花崗閃長(zhǎng)巖，以堅(jiān)硬的弱～微風(fēng)化巖為主，局部強(qiáng)風(fēng)化巖厚約0.75～3.95 m，平均RQD值為46.7%～79.3%。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，弱風(fēng)化上段花崗閃長(zhǎng)巖飽和抗壓強(qiáng)度范圍值29.67～92.83 MPa，平均值65.77 MPa；弱風(fēng)化下段花崗閃長(zhǎng)巖飽和抗壓強(qiáng)度范圍值45.5～97.63 MPa，平均值71.92 MPa；微風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖飽和抗壓強(qiáng)度范圍值59.19～122.38 MPa，平均值87.05 MPa，其物理力學(xué)性質(zhì)見表1。

表1 花崗閃長(zhǎng)巖巖石物理力學(xué)性質(zhì)一覽表

2.3 生產(chǎn)工藝及設(shè)備選型

根據(jù)楊房溝工程混凝土對(duì)骨料的要求，結(jié)合母料花崗閃長(zhǎng)巖生產(chǎn)過程中易破碎、易產(chǎn)粉的特性，為滿足骨料生產(chǎn)質(zhì)量，確保各級(jí)骨料產(chǎn)品粒度特性，系統(tǒng)采用了“三段破碎+立軸+棒磨機(jī)輔助制砂+三級(jí)篩分”的生產(chǎn)工藝，同時(shí)在配置生產(chǎn)設(shè)備時(shí)充分考慮破碎后的骨料粒性。

(1)破碎工藝。粗碎車間分別在金波石料場(chǎng)斜井內(nèi)配置2臺(tái)PG4265旋回破碎機(jī)作為石料破碎的粗碎設(shè)備，以滿足系統(tǒng)的生產(chǎn)需求。中碎設(shè)備選用破碎產(chǎn)品粒度特性好的3臺(tái)圓錐破碎機(jī)HP500。細(xì)碎設(shè)備選用破碎產(chǎn)品粒度特性好的3臺(tái)圓錐破碎機(jī)H4800。

(2)制砂工藝。制砂工藝選用了國(guó)際有名廠家生產(chǎn)的RP108D/D、CV229立軸沖擊式破碎機(jī)和國(guó)產(chǎn)的MBZ2136棒磨機(jī)聯(lián)合制砂。立軸制砂車間配置2臺(tái)RP108D/D、4臺(tái)CV229(或B9100)立軸沖擊式破碎機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，其產(chǎn)品為成品小石和砂，該工序采用閉路循環(huán)生產(chǎn)，其目的是強(qiáng)制小石整型降低針片狀含量，并靈活調(diào)整人工砂的顆粒級(jí)配。棒磨制砂車間配置3臺(tái)MBZ2136棒磨機(jī)進(jìn)行部分人工砂的生產(chǎn)，其主要作用是調(diào)節(jié)砂產(chǎn)品的細(xì)度模數(shù)和產(chǎn)品粒度特性。

(3)篩分沖洗工藝。系統(tǒng)共設(shè)有三個(gè)篩分車間，其第一、三篩分車間采用干法生產(chǎn)工藝，第一篩分車間配置2臺(tái)3YKR3060H重型圓振動(dòng)，第三篩分車間配置6臺(tái)2 618 V高頻篩。第二篩分車間采用濕法生產(chǎn)，第二篩分車間配置6臺(tái)3YKR3060圓振動(dòng)篩。同時(shí)另設(shè)特大石、大石沖洗篩分車間、小石、米石沖洗篩分車間，對(duì)成品粗骨料進(jìn)行再次篩分分級(jí)和沖洗，以降低生產(chǎn)過程中骨料因跌落造成的骨料遜徑、裹粉。

3 人工骨料生產(chǎn)過程中存在的質(zhì)量問題

系統(tǒng)于2017年10月建成，在10月5日至11月20日系統(tǒng)試生產(chǎn)期間，生產(chǎn)的粗骨料依據(jù)《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法》JGJ 52-2006“從皮帶運(yùn)輸機(jī)上取樣時(shí)，應(yīng)在皮帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾的出料處用接料器定時(shí)抽取砂4份、石8份組成個(gè)字一組樣品”[3]的取樣方法，在對(duì)應(yīng)的成品骨料膠帶機(jī)上取樣，按照《水工混凝土砂石骨料試驗(yàn)規(guī)程》DL/T5151—2014“卵石或碎石超遜徑顆粒含量試驗(yàn)”[4]的檢測(cè)方法進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，檢測(cè)成果見表2。

表2 成品粗骨料膠帶機(jī)上取樣檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)表

檢測(cè)結(jié)果表明：各級(jí)配粗骨料中徑含量平均值都在43%左右，合格率約75%，中徑含量偏低，超徑含量存在超標(biāo)，骨料級(jí)配不合理。

4 質(zhì)量問題原因分析

根據(jù)系統(tǒng)“三段破碎+立軸+棒磨機(jī)輔助制砂+三級(jí)篩分” 的生產(chǎn)工藝和試生產(chǎn)質(zhì)量狀況，結(jié)合以往類似項(xiàng)目工程經(jīng)驗(yàn)，中徑含量偏低，超徑含量存在超標(biāo)，骨料級(jí)配不合理，一般應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)調(diào)整各破碎車間設(shè)備開口和各篩分車間篩網(wǎng)孔徑。

4.1 破碎設(shè)備開口分析

對(duì)系統(tǒng)各破碎設(shè)備在不同開口情況下生產(chǎn)的骨料中徑含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 各破碎車間設(shè)備在不同開口情況下生產(chǎn)骨料中徑含量檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

試驗(yàn)結(jié)果表明：破碎設(shè)備開口調(diào)整后破碎的骨料顆粒級(jí)配中各粒級(jí)中徑含量變化較大，因此破碎設(shè)備開口大小是影響人工骨料顆粒級(jí)配的原因之一。

4.2 篩網(wǎng)孔徑分析

對(duì)系統(tǒng)各篩分車間篩網(wǎng)配置情況進(jìn)行分析，見表4，粗骨料質(zhì)量檢測(cè)成果(表2)中各級(jí)配骨料的超徑含量超標(biāo)表明各級(jí)配骨料的上限篩孔徑偏大，是影響人工碎石顆粒級(jí)配的原因之一。

表4 各篩分車間篩網(wǎng)配置情況統(tǒng)計(jì)表

5 采取措施

(1)調(diào)整各級(jí)破碎車間設(shè)備開口，并對(duì)各開口情況下生產(chǎn)的混合料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定各破碎設(shè)備的最佳開口。

根據(jù)各破碎車間設(shè)備不同開口情況下骨料級(jí)配試驗(yàn)結(jié)果分析得出：粗碎車間旋回破(PG4265)最佳開口為150 mm，中碎車間圓錐破(HP500)最佳開口為45 mm，細(xì)碎車間圓錐破(H4800)最佳開口為30 mm。

表6 各破碎車間設(shè)備不同開口生產(chǎn)各級(jí)配骨料中徑含量對(duì)比表

(2)調(diào)整各篩分車間篩網(wǎng)孔徑，同時(shí)篩面上增加橡膠擋板。對(duì)系統(tǒng)各篩分車間篩網(wǎng)配置情況(表4)，調(diào)整為表7。

6 取得的效果

系統(tǒng)通過調(diào)整各破碎車間設(shè)備開口和各篩分車間篩網(wǎng)孔徑后，已生產(chǎn)360萬(wàn)t硬質(zhì)巖人工碎石，小石(5～20 mm)共計(jì)檢測(cè)1 033組，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為：合格率為100%。中石(20～40 mm)共計(jì)檢測(cè)915組，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為：合格率為100%。大石(40～80 mm)共計(jì)檢測(cè)436組，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為：合格率為100%。特大石(80～150 mm)共計(jì)檢測(cè)363組，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為：合格率為100%。依據(jù)《水電水利基本建設(shè)工程單元工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(第一部分：土建工程)“砂石骨料生產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量等級(jí)評(píng)定，應(yīng)符合下列規(guī)定。合格：主控項(xiàng)目符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，一般項(xiàng)目不少于70%的檢查點(diǎn)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)良：主控項(xiàng)目全部合格，一般項(xiàng)目不少于90%的檢查點(diǎn)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”[5]。系統(tǒng)生產(chǎn)的硬質(zhì)巖人工碎石質(zhì)量等級(jí)達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

7 結(jié) 語(yǔ)

依托楊房溝水電站上鋪?zhàn)訙仙笆庸は到y(tǒng)工程，剖析硬質(zhì)巖人工碎石顆粒級(jí)配不良產(chǎn)生的原因，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)的方法進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量控制，解決了人工碎石顆粒級(jí)配不合理的問題，確保了所生產(chǎn)的人工骨料生產(chǎn)質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良質(zhì)量水平，為類似人工碎石生產(chǎn)質(zhì)量控制提供了很好的借鑒和參考意義。