破除“用砂荒”,石屑制砂現(xiàn)存問題及生產(chǎn)工藝
2019-12-13 09:27廢石屑(行業(yè)內(nèi)俗稱石粉)是開采建筑裝飾用天然石材、及開采加工混凝土用碎石等過程中產(chǎn)生的。作為廢棄物,石屑既占用場地又污染環(huán)境,如果將其適當(dāng)分選和加工制成機(jī)制砂,取代河砂用于配制混凝土和砂漿,這樣既解決了建筑用砂短缺和廢石屑污染環(huán)境問題,又提高了資源利用率,社會綜合效益顯著,具有極大的推廣意義。
我們知道,河砂由于經(jīng)過流水的沖刷,表面較為光滑圓潤,棱角少。廢石屑由于破碎而成,粒形較為不規(guī)則、棱角多,粗糙度較大而且表面形貌較為復(fù)雜,導(dǎo)致其需水性大,對配制的新拌混凝土工作性能不利,達(dá)到相同流動度時需要增加用水量而導(dǎo)致強(qiáng)度下降;但其粘結(jié)強(qiáng)度高,對力學(xué)性能有利,故使用時需要平衡兩方面的關(guān)系。
另外,廢石屑普遍表現(xiàn)出粗、細(xì)顆粒的含量偏多,中間粒徑的顆粒偏少的“兩頭大中間小”的級配,拌制混凝土?xí)r對混凝土的工作性能不利;但石粉細(xì)顆粒有利于減少混凝土的孔隙,形成致密結(jié)構(gòu),所以一定的石粉含量是有利的。這與細(xì)顆粒為泥粉有很大不同,泥粉吸水,吸附減水劑能力強(qiáng),體積穩(wěn)定性差,對混凝土強(qiáng)度尤其是抗拉強(qiáng)度、干縮、徐變及耐久性能等都會產(chǎn)生不利的影響。
廢石屑加工處理制成機(jī)制砂,這與“專門”開采巖石來生產(chǎn)機(jī)制砂有所不同,屬于廢渣或廢棄資源利用。國內(nèi)已有較多研究,但其在實(shí)際工程中的應(yīng)用仍較少。究其原因有以下幾個方面:
(1)不同來源的廢石屑,其巖性不同、開采和破碎工藝不同,物理性質(zhì)差異很大,目前對石屑性能的系統(tǒng)性研究還不足,對石屑的質(zhì)量以及其對混凝土性能影響的規(guī)律掌握不足。
(2)低質(zhì)的石屑含粉量大,表面粗糙,棱角尖銳,除泥、整形技術(shù)難,投資大;這些問題不解決,又對混凝土和易性不利,增加水泥用量,市場接受度差。
(3)對不同種類廢石屑,需要有針對性的制砂工藝,同時制成的機(jī)制砂性能也有所不同,故對制砂的生產(chǎn)和機(jī)制砂的使用有較高的管理與監(jiān)控要求,現(xiàn)階段企業(yè)對此還認(rèn)識不到位,只想簡單的處理一下就應(yīng)用,導(dǎo)致預(yù)想的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益沒有實(shí)現(xiàn),企業(yè)就失去了實(shí)踐的動力和決心。
調(diào)研發(fā)現(xiàn),一些混凝土攪拌站在直接將廢石屑當(dāng)作砂使用時,先對廢石屑進(jìn)行檢測,根據(jù)檢測結(jié)果,將廢石屑中大于5mm的當(dāng)作一部分粗骨料,相應(yīng)減少配料中粗骨料的用量,將廢石屑中小于0.075mm的一部分當(dāng)作摻合料,相應(yīng)減少配料中粉煤灰或石粉摻合料的用量,砂的不足部分可以用河砂補(bǔ)充或相應(yīng)增加廢石屑用量。實(shí)際上,這是一種簡單可行的完全利用廢石屑的方法。為了保證混凝土的質(zhì)量,還是需要對廢石屑進(jìn)行加工處理制成機(jī)制砂。
廢石屑制砂,是將大于5mm的篩分出來進(jìn)制砂機(jī);小于0.075mm的篩分出來,保留一部分在砂中,過多的一部分作為石粉產(chǎn)品或適合的話作為摻合料進(jìn)行使用。這與礦山開采“專門”生產(chǎn)機(jī)制砂還是有所不同,需要經(jīng)前一級破碎至5~16mm的顆粒進(jìn)制砂機(jī)。
通過調(diào)研對比不同的生產(chǎn)工藝,包括專門開采巖石生產(chǎn)機(jī)制砂的各種生產(chǎn)工藝及相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備,分析了廢石屑制砂與其的不同之處,提出了一種適用于廢石屑進(jìn)行加工處理制備機(jī)制砂的生產(chǎn)工藝,如圖2。
制砂工藝流程
首先將廢石屑進(jìn)行篩分,對大于5mm的顆粒(準(zhǔn)確說是篩孔邊長為4.75mm方孔篩的篩上部分),采用立軸沖擊式破碎機(jī)進(jìn)行破碎,同時具有整形作用,出破碎機(jī)后通過風(fēng)選(空氣篩分),大于0.075mm的顆粒作為機(jī)制砂的一部分。
廢石屑進(jìn)行篩分,對小于5mm的顆粒進(jìn)行風(fēng)選,其中大于0.075mm的顆粒,通過對其粒形進(jìn)行判斷,若粒形較好,直接作為機(jī)制砂的一部分;若粒徑不佳,還是需要經(jīng)過立軸沖擊式破碎機(jī)進(jìn)行整形,再進(jìn)行風(fēng)選,大于0.075mm的顆粒作為機(jī)制砂的一部分。
對廢石屑風(fēng)選及經(jīng)破碎機(jī)后風(fēng)選的小于0.075mm的顆粒,根據(jù)機(jī)制砂對石粉含量的要求,一部分可以作為機(jī)制砂中石粉的需要,一部分可以作為石粉產(chǎn)品出售。
需注意的是,巖石種類不同、破碎工藝不同,廢石屑的物理性質(zhì)也有所不同。用戶在加工處理前需對其性質(zhì)有充分的了解,以便采用適宜的生產(chǎn)工藝。此外,目前有一些采石場將開采制備混凝土用粗骨料—碎石和制備建筑細(xì)骨料—機(jī)制砂一體化生產(chǎn),就沒有了廢石屑,這也不失為一種方法,既節(jié)約了資源又降低了生產(chǎn)成本。
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